2014 Fiscal Year Research-status Report
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26800178
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
古府 麻衣子 東京大学, 物性研究所, 助教 (70549568)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 中性子散乱 / 希土類元素 / 単分子磁石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単分子磁石とは、ナノスケールの単一分子が大きな磁気モーメント・磁気異方性を有し、磁化反転過程が非常に遅くなる物質群のことである。これまでは、MnやFeなどの3d遷移金属を含む物質が主に研究されてきたが、近年、希土類イオンを含むSMMが開発され、精力的に研究が行われている。本研究では、Zn-Ln-Znの三核錯体に着目する。この系は磁性イオンは１つのみであるため、詳細な議論が可能である。また、同じ結晶構造でCe, Nd, Tbなどの希土類イオンが単分子磁石になり、希土類イオンの特徴が磁化反転緩和とどのように関連するかを調べることができる。これらの単分子磁石の磁化反転メカニズムを明らかにすることが本研究の目的である。
H26年度は、中性子非弾性散乱法により、Ce錯体の磁気励起の観測を試みた。磁気励起のエネルギーや強度を詳細に解析することにより、系のエネルギースキームや波動関数を決定することが可能である。中性子非弾性散乱測定は茨城県東海村J-PARCに設置されたAMATERAS分光器を用いて行った。AMATERASは世界でもトップクラスの非弾性散乱用分光器である。比較のため、単分子磁石ではないPr錯体も測定した。Pr錯体では明瞭な磁気励起が3.5meVに観測されたのに対し、Ce錯体では明瞭な磁気シグナルが観測されなかった。より詳細なデータ解析を行う必要があるが、何らかの理由で3Kの低温においても磁気励起がブロードになっている可能性がある。f電子の数が１つ違うだけで磁気励起が大きく異なることは興味深い。今後、偏極実験などを行うことにより、Ce錯体の磁気励起の探索を進めるとともに、Ceの特異性について明らかにしていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H26年度は、永久磁石付きの試料セルの設計・製作を行い、CeおよびPr錯体の中性子非弾性散乱測定を行った。予想に反し、Ce錯体で明瞭な磁気励起が観測されず、エネルギースキームの決定には至っていない。また、中性子分光器のマシンタイムが十分でなかったため、Nd錯体の測定を断念し、代わりにPr錯体の測定を行った。Ce錯体のさらなる測定、Nd錯体の測定はH27年度に行う予定である。以上の理由から、研究目的の達成度は「やや遅れている」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度は、Ce錯体の磁気励起の探索を続けて行う。この錯体には大きな分子が希土類イオンに配位しており、低エネルギー領域に多くのフォノンが現れる。このフォノンが磁気シグナルを覆い隠している可能性がある。そこで、磁気シグナルをフォノンと分離できる中性子偏極実験を行い、磁気シグナルのみを取り出すことを計画している。
また、Ce錯体だけではなく、Nd錯体の中性子非弾性散乱も行い、Ce錯体の特異性を明らかにしたいと考えている。Ce, Nd錯体ともに、磁場誘起型単分子磁石であり、数百Gの磁場印加により、非単分子磁石から単分子磁石へと挙動が変わる。H26年度に設計・製作した永久磁石付きの試料セルを用い、磁場の有無で磁気励起がどのように変わるか調べる。また、非弾性散乱実験だけではなく、準弾性散乱実験も行い、磁化反転緩和の観測を試みる。交流磁化率測定から、磁場の有無で緩和挙動が大きく変化する結果が得られており、準弾性散乱が磁場によってどのように変化するか明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
磁場下での中性子散乱測定を実施するため、永久磁石付きセルの製作を優先した。そのため、購入予定であった「基本分子ポンプ排気セット」の購入は見送ることにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
２４年度に見送った「基本分子ポンプ排気セット」を購入のために、１２０万円を計上する。中性子散乱実験用の試料容器(金属加工品)の作製のため、金属素材を消耗品として１０万円計上する。海外の中性子散乱施設での測定のため、外国旅費として３０万円を計上する。また、成果発表のため、国内旅費として１０万円を計上する。
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Research Products
(1 results)
