• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

磁場中の中性子回折を利用したスピン間に働く交換相互作用の値の決定方法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K03551
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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

長谷 正司  国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主席研究員 (40281654)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード磁場中の中性子回折 / 磁場誘起磁気モーメント / スピン / 交換相互作用 / 常磁性状態 / 磁場誘起モーメント / 中性子回折 / 磁場
研究成果の概要

研究目標は、スピン間に働く交換相互作用の値を、汎用的に、簡便に、正確に決定する方法の確立である。Cu3(P2O6OD)2の6T、1.6KでのCu1とCu2サイトの磁場誘起磁気モーメントの値を0.43と0.013muBと評価した。この結果はこの物質のスピン模型(スピン1/2の3倍周期鎖)で予想される結果と一致する。Ni2V2O7の10T、1.9KでのNi1とNi2サイトの磁場誘起磁気モーメントを0.3と1.9muBと評価した。この結果はこの物質のスピン模型(スピン1のダイマー・モノマー模型)で予想される結果と一致する。また、K2Cu3O(SO4)3とYbCo2も中性子回折を利用して研究した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スピン、電荷、軌道などの効果が絡み合った強相関系物質が次世代デバイスの材料物質である。スピンに関する部分では、スピン間に働く交換相互作用(スピンを互いに逆向きにする反強磁性相互作用など)の値を把握することが重要である。よって、交換相互作用の値を、汎用的に(色々な物質に適用できる)、簡便に、正確に決定する方法の確立が重要となっている。本研究で、磁場中の中性子回折を用いて、磁性イオンサイト毎の磁化を評価し、交換相互作用の値の決定に利用できることを示すことができた。今後、強相関系物質を用いたデバイスの開発に役立つことが期待される。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)(スイス)

    • 関連する報告書
      2023 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
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory (ORNL)(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory (ORNL)(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Neutron diffraction studies under zero and finite magnetic fields of the 1/2 quantum magnetization plateau compound Ni2V2O72023

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, A. Doenni, N. Terada, V. Yu. Pomjakushin, J. R. Hester, K. C. Rule, and Y. Matsuo
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 107 号: 22 ページ: 2244151-11

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.224415

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic structures of nearly isostructural Tb3RuO7 and Nd3RuO7: Appearance of a partially disordered state only in the Tb compound2021

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, A. Doenni, and V. Yu. Pomjakushin
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 104 号: 21 ページ: 2144301-11

    • DOI

      10.1103/physrevb.104.214430

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of field-induced magnetic moments in the spin-1/2 antiferromagnetic trimerized chain compound Cu3(P2O6OD)22020

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, V. Yu. Pomjakushin, L. Keller, U. Stuhr, A. Doenni, M. Kohno, and A. Tanaka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 102 号: 1 ページ: 0144031-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.014403

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A possible magnetic structure of the cluster-based Haldane compound fedotovite K2Cu3O(SO4)32019

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, K. C. Rule, J. R. Hester, J. A. Fernandez-Baca, T. Masuda, and Y. Matsuo
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 88 号: 9 ページ: 0947081-5

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.094708

    • NAID

      40022008779

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Neutron diffraction study of the 1/2 quantum magnetization plateau compound Ni2V2O72023

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuo, M. Hase Matsuo, A. Doenni, N. Terada, V, Yu. Pomjakushin, J. Hester, and K. Rule
    • 学会等名
      European Conference on Neutron Scattering 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1/2量子磁化プラトー物質Ni2V2O7の中性子回折2023

    • 著者名/発表者名
      長谷正司, A. Doenni, 寺田典樹, V. Yu. Pomjakushin, J. Hester, K. Rule, 松尾由賀利
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 1/2量子磁化プラトー物質Ni2V2O7の中性子回折研究2023

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, A. Doenni, N. Terada, V, Yu. Pomjakushin, J. R. Hester, K. C. Rule, and Y. Matsuo
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Neutron diffraction study of the 1/2 quantum magnetization plateau compound Ni2V2O72023

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuo, M. Hase Matsuo, A. Doenni, N. Terada, V, Yu. Pomjakushin, J. Hester, and K. Rule
    • 学会等名
      European Conference on Neutron Scattering 2023 (ECNS2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic structures and excitations of Tb3RuO7 and Nd3RuO72022

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, A. Doenni, V, Yu. Pomjakushin, K. Nawa, D. Okuyama, T. J. Sato, S. Asai, and T. Masuda
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶構造が似たTb3RuO7とNd3RuO7の磁気構造2022

    • 著者名/発表者名
      長谷正司, Andreas Doenni, Vladimir Yu. Pomjakushin
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶構造が似たTb3RuO7とNd3RuO7の磁気構造2022

    • 著者名/発表者名
      長谷正司, Andreas Doenni, Vladimir Yu. Pomjakushin
    • 学会等名
      日本物理学会・第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic structures of Tb3RuO7 and Nd3RuO72021

    • 著者名/発表者名
      Masashi Hase, Andreas Doenni, Vladimir Yu. Pomjakushin
    • 学会等名
      日本中性子科学会・第21回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 中性子回折を用いた量子スピン系の研究2021

    • 著者名/発表者名
      長谷正司
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Possible Magnetic Structure of the Hexamer-Based Haldane Compound K2Cu3O(SO4)32020

    • 著者名/発表者名
      長谷正司
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Neutron diffraction study in magnetic fields of the antiferromagnetic spin-1/2 trimerized chain compound Cu3(P2O6OD)22019

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, V. Yu. Pomjakushin, L. Keller, U. H.-A. Stuhr, and A. Doenni
    • 学会等名
      European Conference on Neutron Scattering 2019 (ECNS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Possible Magnetic Structure of the Hexamer-Based Haldane Compound K2Cu3O(SO4)32019

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuo, M. Hase, K. C. Rule, J. R. Hester, J. A. Fernandez-Baca, and T. Masuda
    • 学会等名
      European Conference on Neutron Scattering 2019 (ECNS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピン1/2反強磁性3倍周期鎖物質Cu3(P2O6OD)2の磁場中中性子回折2019

    • 著者名/発表者名
      長谷正司、Vladimir Yu. Pomjakushin、Lukas Keller、Uwe Hans-Arnim Stuhr、Andreas Doenni
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Possible Magnetic Structure of the Hexamer-Based Haldane Compound K2Cu3O(SO4)32019

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, K. C. Rule, J. R. Hester, J. A. Fernandez-Baca, T. Masuda, and Y. Matsuo
    • 学会等名
      J-PARC Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3倍周期鎖物質Cu3(P2O6OD)2の磁場中の中性子回折2019

    • 著者名/発表者名
      長谷正司
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] SAMURAI, NIMS

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/hase_masashi

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi