2023 Fiscal Year Annual Research Report
Spin dynamics of quasicrystal and quasicrystal approximant
Publicly Offered Research
| Project Area | Hypermaterials: Inovation of materials scinece in hyper space |
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| Project/Area Number |
22H04582
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
那波 和宏 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10723215)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 準結晶・近似結晶 / 磁気ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
準結晶における磁気長距離秩序の発見、1/1近似結晶における非共線的な磁気構造の解明により準結晶・近似結晶においても特異な磁性が発現する期待が高まっている。本研究は、これらの磁気長距離秩序がなぜ発現するのかを中性子散乱によって微視的な観点から明らかにすることを目的とする。特にAu-Ga-Tb、Au-Al-Tb近似結晶に関して磁気構造と磁気励起を詳細に調べた。
初年度は磁気構造や結晶場励起のe/a依存性（単位原子当たりの価電子数）を調べ、Tbの磁気モーメントがイジング的な磁気異方性を持つことを明らかにした。二年目ではさらに低エネルギー領域にあると期待される磁気励起の観測を試みた。これまで準結晶や近似結晶において、希土類元素の結晶場励起や希土類元素からなるクラスター内の磁気励起は観測されていたが、磁気長距離秩序にともなう集団励起（スピン波励起）の観測はなされていなかった。本研究ではAu-Al-Tb1/1近似結晶の単結晶試料を用いて中性子非弾性散乱実験を行い、スピン波励起の分散関係を準結晶・近似結晶においてはじめて観測することに成功した。スピン波は線形分散を有する、ギャップレスであるという特徴を示した。本研究により、各々のTbの磁気モーメントはイジング的に振る舞う一方で、Tbの磁気モーメント間の磁気相互作用は異方的ではないことが示唆された。その理論的な解釈はまだ明らかではないが、準結晶・近似結晶における磁気長距離秩序の発現機構を理解する上で重要な実験的成果が得られた。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Magnetic excitations in the quasicrystal approximant Au70Al16Tb142023
Author(s)
Kazuhiro Nawa, Masato Matsuura, Kazuhiko Deguchi, Asuka Ishikawa, Ryoichi Kajimoto, Kazuhiko Ikeuchi, Shintaro Suzuki, Ryuji Tamura, and Taku J Sato
Organizer
International conference on complex orders in condensed matter: aperiodic order, local order, electronic order, hidden order
Int'l Joint Research
