偏極・非偏極中性子回折実験用ハイブリッドアンビル高圧力セルの開発

• 研究課題/領域番号: 15H05433
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 寺田 典樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主任研究員 (60442993)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円); 2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2016年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
• キーワード: マルチフェロイクス / 中性子回折 / 高圧力 / 中性子回折実験 / 強相関電子系 / 磁性 / 誘電体物性

研究成果の概要

偏極・非偏極中性子回折実験用の高圧力セルの開発、およびそれらを用いたマルチフェロイクス物質の圧力誘起強誘電状態の発現機構の解明を行った。高圧・低温・高磁場中でのマルチフェロイクス物質TbMnO3の中性子回折実験を、英国ISISの冷中性子TOF回折計を用いて行い、圧力と磁場によって誘起される巨大強誘電分極の起源を解明した。高圧力下中性子３次元偏極解析実験の実現のために、完全非磁性ハイブリッドアンビルセルを開発し、フランスInstitut Laue Langevinのおける高圧力下中性子３次元偏極解析実験によって、マルチフェロイクスCuFeO2の高圧力相の磁気構造を決定した。

研究成果

• [国際共同研究] Rutherford Appleton Laboratory/University of Oxford(英国)
• [国際共同研究] Institut Laue Langevin(フランス)
• [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)
• [国際共同研究] Rutherford Appleton Laboratory(英国)
• [国際共同研究] Institute of Laue Langevin(フランス)
• [国際共同研究] Rutherford Appleton Laboratory(英国)
• [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)
• [雑誌論文] High-Pressure Synthesis, Structures, and Properties of Trivalent A-Site-Ordered Quadruple Perovskites RMn7O12 (R = Sm, Eu, Gd, and Tb) (2018)
  • 著者名/発表者名: L. Zhang, N. Terada, R. D. Johnson, D. Khalyavin, P. Manuel, Y. Katsuya, M. Tanaka, K. Yamaura, A. A. Belik
  • 雑誌名: Inorganic Chemestry 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic Bragg dip and Bragg edge in neutron transmission spectra of typical spin superstructures (2017)
  • 著者名/発表者名: Mamiya Hiroaki、Oba Yojiro、Terada Noriki、Watanabe Norimichi、Hiroi Kosuke、Shinohara Takenao、Oikawa Kenichi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 15516-15516
  • DOI: 10.1038/s41598-017-15850-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magneto-orbital ordering in the divalent A-site quadruple perovskite manganites AMn7O12 (A=Sr, Cd, and Pb) (2017)
  • 著者名/発表者名: Johnson R. D.、Khalyavin D. D.、Manuel P.、Radaelli P. G.、Glazkova I. S.、Terada N.、Belik A. A.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 5 ページ: 054448-054448
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.054448
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rich magnetoelectric phase diagrams of multiferroic single-crystal α-NaFeO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Terada Noriki、Ikedo Yuta、Sato Hirohiko、Khalyavin Dmitry D.、Manuel Pascal、Miyake Atsushi、Matsuo Akira、Tokunaga Masashi、Kindo Koichi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 3 ページ: 035128-035128
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.035128
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evidence of Charge Transfer and Orbital Magnetic Moment in Multiferroic CuFeO2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Narumi, Tetsuya Nakamura, Hidekazu Ikeno, Noriki Terada, Takayuki Morioka, Kota Saito, Hideaki Kitazawa, Koichi Kindo, and Hiroyuki Nojiri
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 85 号: 11 ページ: 114705-114705
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.114705
  • NAID: 210000134153
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic ordering in pressure-induced phases with giant spin-driven ferroelectricity in multiferroic TbMnO3 (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, D. D. Khalyavin, P. Manuel, T. Osakabe, A. Kikkawa, H. Kitazawa
  • 雑誌名: Physical Review B (Rapid Communications) 巻: 93 号: 8 ページ: 081104-081104
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.081104
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spin-Driven Multiferroic Properties of PbMn7O12 Perovskite (2016)
  • 著者名/発表者名: A. A. Belik, Y. S. Glazkova, N. Terada, Y. Matsushita, A. V. Sobolev, I. A. Presniakov, N. Tsujii, S. Nimori, K. Takehana, and Y. Imanaka
  • 雑誌名: Inorganic chemistry 巻: 55 号: 12 ページ: 6169-6169
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b00774
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differentiation between Ferroelectricity and Thermally Stimulated Current in Pyrocurrent Measurements of Multiferroic MMn7O12 (M = Ca, Sr, Cd, Pb) (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, Y. S. Glazkova, and A. A. Belik
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 93 号: 15 ページ: 155127-155127
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.155127
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Activation of frozen ferroelectric domain wall by magnetic field sweeping in multiferroic CuFeO2 (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Tamatsukuri, S. Mitsuda, T. Nakajima, K. Shibata, C. Kaneko, K. Takehana, Y. Imanaka, N. Terada, H. Kitazawa, K. Prokes, S. Matas, K. Kiefer, S. Paeckel, A. Sokolowski, B. Klemke, and S. Gerischer
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 93 号: 17 ページ: 174101-174101
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.174101
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 冷中性子TOF回折計WISHにおけるHybrid-Anvil-Cellを用いた高圧力中性子回折実験：マルチフェロイクスへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹
  • 雑誌名: 日本中性子科学会誌 「波紋」 巻: 26 ページ: 91-91
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 冷中性子TOF回折計WISHにおけるHybrid-Anvil-Cellを用いた 高圧力下中性子回折実験：マルチフェロイクスへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹
  • 雑誌名: 中性子科学会誌 波紋 巻: ５月号
  • NAID: 130007510633
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic structure of the frustrated antiferromagnetic spin-1/2 chain substance Cu3Mo2O9: appearance of a partial disordered state (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hase, H. Kuroe, V. Y. Pomjakushin, L. Leller, R. Tamura, N. Terada, Y. Matsushita, A. Doenni, and T. Sekine
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.054425
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-Pressure Synthesis, Crystal Structures, and Properties of CdMn7O12 and SrMn7O12 Perovskites (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. S. Glazkova, N. Terada, Y. Matsushita, Y. Katsuya, M. Tanaka, I. A. Presniakov, A. V. Sobolev, and A. A. Belik
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 54 号: 18 ページ: 9081-9091
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01472
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multistage ordering and critical singularities in Co1-xZnxAl2O4 (0<x<1): Dilution and pressure effects in a magnetically frustrated (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Naka, K. Sato, Y. Matsushita, N. Terada, S. Ishii, T. Nakane, M. Taguchi, M. Nakayama, S. Ohara, S. Takami, A. Matsushita
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 91 号: 22 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.224412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic ordering and ferroelectricity in multiferroic 2H－AgFeO2: Comparison between hexagonal and rhombohedral polytypes (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, D. D. Khalyavin, P. Manuel, Y. Tsujimoto, and A. A. Belik
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 91 号: 9
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.094434
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ferroelectricity induced by ferriaxial crystal rotation and spin helicity in a B-site-ordered double-perovskite multiferroic In2NiMnO6 (2015)
  • 著者名/発表者名: Noriki Terada, Dmitry D. Khalyavin, Pascal Manuel, Wei Yi, Hiroyuki S. Suzuki, Naohito Tsujii, Yasutaka Imanaka, and Alexei A. Belik
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 91 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.104413
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 単結晶を用いた菱面体晶および六方晶AgFeO2の磁気秩序と誘電分極の探査 (2018)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹, D D. Khalyavin, P. Manuel, F. Orlandi, 池戸優太, 佐藤博彦
  • 学会等名: 2018年日本物理学会年次大会
• [学会発表] 中性子透過スペクトルに現れるスピン秩序由来の磁気ブラッグエッジ・ブラッグディップとその利用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 間宮広明, 大場洋次郎, 寺田典樹, 渡邉騎通, 廣井孝介, 篠原武尚, 及川健一
  • 学会等名: 2018年日本物理学会年次大会
• [学会発表] 高圧力下3次元偏極解析に向けた非磁性ハイブリッドアンビルセルの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹, Laurent Chapon, 長壁豊隆
  • 学会等名: 2017年日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] スピン誘導型強誘電体CuFeO2の一軸圧力下における磁場誘起新奇強誘電相の探査 (2017)
  • 著者名/発表者名: 玉造博夢, 清水崇宏, 満田節生, 廣浦晃, 山崎祐希, 竹端寛治, 今中康貴, 寺田典樹, 北澤英明
  • 学会等名: 2017年日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Spherical neutron polarimetry analysis under pressure for delafossite CuFeO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, N. Qureshi, L. C. Chapon and T. Osakabe
  • 学会等名: The 9th Asia Pacific Center for Theoretical Physics Workshop on Multiferroics, University of Tokyo, Kashiwa Nov 9-11, 2017
  • 国際学会
• [学会発表] New perovskites in R2O3-Mn2O3 systems (R = rare-earths) (2017)
  • 著者名/発表者名: A. A. Belik, L. Zhang, Y. Matsushita, N. Terada, Y. Katsuya, M. Tanaka, and K. Yamaura
  • 学会等名: AIRAPT-26, China National Convention Center,Beijing,China Aug 19-24, 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High-Pressure Neutron Diffraction with Hybrid-Anvil-Cell for Multiferroic Research (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Terada
  • 学会等名: The 15th International Conference on Advanced Materials
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高圧・高磁場下における中性子回折実験によるマルチフェロイクスの研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹
  • 学会等名: 強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端
• [学会発表] 中性子散乱でできること (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹
  • 学会等名: 第６０回化合部新磁性材料研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 高圧力下中性子3次元偏極解析によるマルチフェロイクスCuFeO2の圧力誘起強誘電相の磁気構造決定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹, Navid Qureshi, Laurent Chapon, 長壁豊隆
  • 学会等名: 2017年日本物理学会秋季大会
• [学会発表] High-Pressure Neutron Diffraction with Hybrid-Anvil-Cell for Multiferroic Research (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹
  • 学会等名: 第２６回 日本MRS年次大会
  • 発表場所: マツ・ムラホール（神奈川県横浜市中区住吉町）
  • 年月日: 2016-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] High-Pressure Neutron Diffraction with Hybrid-Anvil-Cell for Multiferroic Research (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriki Terada
  • 学会等名: The 8th Asia Pacific Center for Theoretical Physics Workshop
  • 発表場所: 上海大学（中国）
  • 年月日: 2016-10-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マルチフェロイクスMM7O12における焦電流の再検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹, Y. S. Glazkova, and A. A. Belik
  • 学会等名: 2016年日本物理学会年会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] マルチフェロイック物質 CuFeO2 の価数状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鳴海康雄,中村哲也,池野豪一, 寺田典樹,北澤英明, 金道浩一, 野尻浩之
  • 学会等名: 2016年日本物理学会年会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 高圧下中性子回折によるマルチフェロイクスの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹
  • 学会等名: 第５回 応用セラミックス研究所 材料構造講演会
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 2015-10-26
  • 招待講演
• [学会発表] High-Pressure Neutron Diffraction with Hybrid-Anvil-Cell for Multiferroic Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, D. D. Khalyavin, P. Manuel, T. Osakabe, A. Kikkawa, P. G. Radaelli and H. Kitazawa
  • 学会等名: NIMS conference 2015
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2015-10-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Magnetic ordering and ferroelectricity in multiferroic 2H-AgFeO2: Comparison between hexagonal and rhombohedral polytypes (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, D. D. Khalyavin, P. Manuel, Y. Tsujimoto and A. A. Belik
  • 学会等名: NIMS conference 2015
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2015-10-14
  • 国際学会
• [学会発表] 高圧下中性子回折によるTbMnO3の圧力磁場誘起巨大強誘電相の磁気秩序の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹, Dmitry Khalyavin, Pascal Manuel, 長壁豊隆, 吉川明子, 北澤英明
  • 学会等名: 2015年日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] マルチフェロイック三角格子反強磁性体3R-AgFeO2とα-NaFeO2の単結晶作成と強磁場物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池戸優太, 佐藤博彦, 金道浩一, 松尾晶, 徳永将史, 三宅厚志, 寺田典樹
  • 学会等名: 2015年日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] スピネル型CoAl2O4系の置換および圧力効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 名嘉節, 佐藤康一, 寺田典樹, 石井聡, 高見誠一, 田口実, 中根茂行, 中山美奈子, 松下能孝, 松下明行
  • 学会等名: 2015年日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Crystal Chemistry and Physics of Perovskites with Small Cations at the A Site (2015)
  • 著者名/発表者名: A. A. Belik, Y. Wei, Y. Matsushita, M. Tanaka, N. Terada, H. S. Suzuki, N. Tsujii, Y. Imanaka, D. D. Khalyavin, P. Manuel, A. V. Sobolev and I. A. Presnyakov
  • 学会等名: 15th EUROPEAN CONFERENCE ON SOLID STATE CHEMISTRY
  • 発表場所: Vienna
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Crystal Chemistry and Physics of Perovskites with Small Cations at the A Site (2015)
  • 著者名/発表者名: A. A. Belik, Y. Wei, Y. Matsushita, M. Tanaka, N. Terada, H. S. Suzuki, N. Tsujii, Y. Imanaka, D. D. Khalyavin, P. Manuel, A. V. Sobolev and I. A. Presnyakov
  • 学会等名: 12th International Conference on Materials Chemistry
  • 発表場所: Univ. of York, UK
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Field induced phenomena in magnetically frustrated systems Co1-xMxAl2O4 (M = Mg, Zn) (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Naka, K. Sato, S. Ishii, T. Nakane. N. Terada, M. Taguchi, M. Nakayama, Y. Matsushita, A. Matsushita and S. Takami
  • 学会等名: International conference on magnetism 2015
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] Magnetic structure of quasi-one-dimensional frustrated antiferromagnet Cu3Mo2O9 (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hase, H. Kuroe, V. Y. Pomjakushin, L. Keller, R. Tamura, N. Terada, Y. Matsushita, S Dnni, and T. Sekine
  • 学会等名: International conference on magnetism 2015
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] Single-crystal growth and magnetic properties of multiferroic triangular- lattice antiferromagnet AgFeO2 and alpha-NaFeO2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikedo, H. Sato, K. Kindo, A. Matsuo, M. Tokunaga, A. Miyake and N. Terada
  • 学会等名: International conference on magnetism 2015
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] A comparison in multiferroic coupling between triangular lattice polytypes of hexagonal and rhombohedral AgFeO2 (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, D. D. Khalyavin. P. Manuel, Y. Tsujimoto. A. A. Belik
  • 学会等名: International conference on magnetism 2015
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [備考] Terada homepage
  • URL: http://www.nims.go.jp/nsg/terada/index.html
• [備考] SAMURAI NIMS Researchers Directory Service
  • URL: https://samurai.nims.go.jp/profiles/terada_noriki
• [備考] 物質・材料研究機構のSAMURAIシステム
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/TERADA_Noriki-j.html
• [備考] 寺田典樹のホームページ
  • URL: http://www.nims.go.jp/nsg/terada/index.html