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パルス磁場と放射光を用いた磁場中X線散乱測定による磁場誘起量子現象の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15740227
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関大阪大学

研究代表者

鳴海 康雄  大阪大学, 極限科学研究センター, 助手 (50360615)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード強磁場 / 放射光 / X線散乱・回折 / 磁場誘起量子現象 / 磁場解析 / X線散乱・回析
研究概要

SPring-8/BL19LXUビームラインにおいて、希釈冷凍機とスプリット型15テスラ超伝導マグネットを組み合わせ、高磁場-超低温で実験可能なX線回折装置を立ち上げて、スピン梯子鎖化合物:Cu_2(C_5H_<12>N_2)Cl_4の磁場誘起相での構造に関する実験を行った。この研究により、1ケルビン以下の磁場誘起ギャップレス相への相転移は不連続な格子の変形を伴った、1次相転移であることを明らかにした。この研究に関しては、米国の論文誌Phys.Rev.B,69(2004)220409(R).にて発表を行った。
同ビームラインにおいて、スピンパイエルス物質CuGeO_3の磁場誘起相における不整合格子変調に関する精密な磁場・温度依存性の測定を、X線を用いた回折実験としては世界最高である15テスラまでの磁場中にて行った。この研究により、不整合な格子変調が磁場の印加によって安定化されることを明らかにした。この結果について、日本の論文誌J.Phys.Soc.Jpn.73(2004)2650.にて研究発表を行った。
スピンS=1を持つ反強磁性交替ボンド鎖においてあらわれる、スピンギャップ、磁化プラトーに対する、パルス強磁場磁化測定法を用いたNi錯体化合物の研究を系統的に行うことで、その磁場-交替比から成る相図を実験的に明らかにした。さらに、これらの結果を数値計算と比較することで、理論・実験の両面から磁化プラトー形成の仕組みに関して議論を行った。この研究に関しては、米国の論文誌Phys.Rev.B,69(2004)174405.にて発表を行った。
15テスラを越える強磁場領域でX線回折実験を行うために、コイル中心部にX線透過用のギャップをあけたスプリット型パスルマグネットの開発を行った。このマグネットをSPring-8/BL19LXUに併設のキャパシターバンク電源で運転させて、ギャップ中心部においてスプリット型超伝導マグネットで発生可能な最高磁場15テスラを上回る、25テスラの磁場を直径18ミリの空間に6ミリ秒のパルス持続時間で発生することに成功した。この結果は、2005年3月に開催された日本物理学会にて報告した。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Observation of a lattice instability at the field-induced phase transition of the spin-gapped compounds Cu_2(C_5H_12N_2)Cl_42004

    • 著者名/発表者名
      J.E.Lorenzo et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Synchrotron X-ray Diffraction studies of the Incommensurate Phase of a Spin-Peierls System CuGeO_3 in Strong Magnetic Fields2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Narumi et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 73

      ページ: 2650-2650

    • NAID

      110001979185

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High-field magnetization of S = 1 antiferromagnetic bond-alternating chain compounds2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Narumi et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

      ページ: 174405-174405

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Synchrotron x-ray diffraction studies on magnetic materials in high magnetic field2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Narumi et al.
    • 雑誌名

      Physical B 346-347

      ページ: 11-11

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetization plateau and cusp in S=1 spin ladder2004

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai et al.
    • 雑誌名

      Physical B 346-347

      ページ: 34-34

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Studies of unusual magnetic and electronic properties of the low-carrier system CeP by synchrotron X-rays2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kohgi et al.
    • 雑誌名

      Physical B 345

      ページ: 55-55

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Non-resonant X-ray Bragg diffraction by CeB_62004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka et al.
    • 雑誌名

      Physica B 345

      ページ: 78-78

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of S=1 antifferomagnetic chains with bond alternation2004

    • 著者名/発表者名
      M.Hagiwara et al.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276

      ページ: 876-876

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A magnetization plateau in a Kagome antiferromanget2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Narumi et al.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276

      ページ: 878-878

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ESR study od spin-crossover complex [Mn^<III>(taa)] using pulsed high magnetic field2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kimura et al.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276

      ページ: 1102-1102

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Narumi: "The coexistence of magnetic phases at the first-order phase transition of a metamagnet FeCl_2 2H_2O studied by x-ray diffraction"Journal of Physics : Condensed Matter. 16. L57-L63 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Narumi: "Observation of a transient magnetization plateau in a quantum antiferromagnet on the Kagome lattice"Europhysics Letters. 65. 705-711 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Narumi: "A magnetiztion plateau in a Kagome antiferromanget"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Narumi: "Synchrotron x-ray diffraction studies on magnetic materials in high magnetic field"Physica B. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2020-05-15  

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