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カイラル磁性体における磁気スキルミオン格子構造の安定化

研究課題

研究課題/領域番号 17F17706
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 物性Ⅱ(実験)
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 卓  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70354214)

研究分担者 REIM JOHANNES  東北大学, 多元物質科学研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2018年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードSkyrmion / Antiferromagnetism / Frustrated magnetism / Chiral magnet / Neutron scattering
研究実績の概要

The investigation of the stabilization of skyrmion-lattice was focused on two chiral materials: Cu2OSeO3 (ferromagnetic skyrmion), and CaBaCo2FeO7 (candidate for antiferromagnetic skyrmion). The dependence on the history and rate of temperature and field application when stabilizing the skyrmion-lattice in Cu2OSeO3 was evidenced. Furthermore, indications for higher order peaks were discovered. A new method was developed and applied successfully to discern these from double scattering. A manuscript has been prepared and can be expected later this year. The pursuit of more detailed effects lead to an improvement of the data reduction at the instrument TAIKAN, J-Parc. Applying the analysis techniques for Cu2OSeO3 helped discerning the impact of electric current on the skyrmion lattice in MnSi.
The study of the general magnetic properties of CaBaCo2Fe2O7 was completed. Two types of order were separated using neutron scattering, a short range and a long range one. The first one is describable by a Heisenberg nearest neighbor model. Yet, the latter one shows additional precursors of a long-periodic spin structure, which were indeed found favorable using symmetry analysis. Another neutron experiment revealed the long range order to be a superposition of two periodic structures coexisting in a wide range of the AFM phase. While the longer periodic structure vanishes at lower temperatures, the remaining modulation resembles a skyrmion-lattice like spin structure. A manuscript on these features is in preparation. A key experiment was scheduled however postponed.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Julich Center for Neutron Science/Peter Grunberg Institute/JARA-FIT(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Ansto(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Groningen(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] European Spallation Source(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Julich Center for Neutron Science/Peter Grunberg Institute/JARA-FIT(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] European Spallation Source(Sweden)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Groningen(Netherlands)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut NEEL, CNRS(France)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Neutron diffraction study and theoretical analysis of the antiferromagnetic order and the diffuse scattering in the layered kagome system CaBaCo2Fe2O72018

    • 著者名/発表者名
      Reim J. D.、Rosen E.、Zaharko O.、Mostovoy M.、Robert J.、Valldor M.、Schweika W.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.144402

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] New observations in well-established skyrmion materials Cu2OSeO3 and MnSi2018

    • 著者名/発表者名
      Johannes D. Reim
    • 学会等名
      ISSP Workshop Present and Future of Neutron Scattering Research on Condensed Matter Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Neutron diffraction study and theoretical analysis of the antiferromagnetic order and diffuse scattering in the layered Kagome system CaBaCo2Fe2O72018

    • 著者名/発表者名
      J. D. Reim, E. Ros en, O. Zaharko, M. Mostovoy, M. Valldor, T. J. Sato, W. Schweika
    • 学会等名
      HFM 2018 - 9th International Conference on Highly Frustrated Magnetism
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutron diffraction study and theoretical analysis of the antiferromagnetic order and diffuse scattering in the layered Kagome system CaBaCo2Fe2O72018

    • 著者名/発表者名
      Reim, Johannes D., Rosen, Erik., Zaharko, Oksana., Mostovoy, Maxim., Robert, Julien., Valldor, Martin., Sato, Taku J., Schweika, Werner
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stabilizing the Skyrmion Phase in Cu2OSeO3: The Influence of Field, Temperature and Time2018

    • 著者名/発表者名
      Reim, Johannes D., Makino, Koya., Higashi, Daiki., Okuyama, Daisuke., Sato, Taku J.,Nambu, Yusuke. Gilbert, Elliot P., Booth, Norman., Seki, Shinichiro., Tokura, Yoshinori
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin wave excitations under strong frustration in the layered kagome compound CaBaCo2Fe2O72018

    • 著者名/発表者名
      Johannes D. Reim, Julien Robert, Martin Valldor, Werner Schweika
    • 学会等名
      ISSP - J-PARC Joint Workshop on Science Frontier by Neutron Scattering - The 16th Korea-Japan meeting on Neutron Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stabilizing the skyrmion phase in Cu2OSeO3 : The influence of field, temperature and time2018

    • 著者名/発表者名
      Johannes D. Reim, Koya Makino, Daiki Higashi, Daisuke Okuyama, Taku J. Sato, Yusuke Nambu, Elliot P. Gilbert , Norman Booth, Shinichiro Seki, Yoshinori Tokura
    • 学会等名
      OIST Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Phase stability and higher order peaks of the skyrmion lattice in Cu2OSeO32017

    • 著者名/発表者名
      Johannes D. Reim, Koya Makino, Daiki Higashi, Yusuke Nambu, Daisuke Okuyama, Taku J. Sato, Elliot P. Gilbert, Norman Booth, Shinichiro Seki, Yoshinori Tokura
    • 学会等名
      International Conference on Neutron Scattering 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlling the stoichiometry of the triangular lattice antiferromagnet Li1+xZn2-yMo3O82017

    • 著者名/発表者名
      Kim Sandvik, Kazuhiro Nawa, Daisuke Okuyama, Johannes Reim, Maxim Avdeev, Masaaki Matsuda, Taku J. Sato
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Diffuse magnetic scattering and emergent long periodic order in CaBaCo2Fe2O72017

    • 著者名/発表者名
      Johannes D. Reim, Oksana Zaharko, Julien Robert, Erik Rosen, Werner Schweika
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Influence of path and time on the stabilization of the skyrmion-lattice phases in Cu2OSeO32017

    • 著者名/発表者名
      Johannes D. Reim, Koya Makino, Daiki Higashi, Daisuke Okuyama, Taku J. Sato, Yusuke Nambu, Elliot P. Gilbert , Norman Booth, Shinichiro Seki, Yoshinori Tokura
    • 学会等名
      日本物理学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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