| 研究課題/領域番号 |
19H01856
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中島 多朗 東京大学, 物性研究所, 准教授 (30579785)
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| 研究分担者 |
遠藤 仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (40447313)
大石 一城 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任研究員 (60414611)
小田 達郎 東京大学, 物性研究所, 助教 (70782308)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
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| キーワード | 磁性 / 中性子散乱 / 中性子スピンエコー分光 / 磁気スキルミオン / 中性子小角散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年ナノスケールの磁気的な渦構造である磁気スキルミオンが基礎研究と応用の両面から注目を集めている。
現在までに平衡状態において規則的に配列した磁気スキルミオンを中性子やX線、電子線によって観測する技術はほぼ確立したと言えるが、この磁気渦が電流や磁場などの外場のもとでどのような動的特性を示すかについては未解明な点が多い。
本研究ではJ-PARC 物質・生命科学実験施設 (MLF) に設置されたビームラインにおいて中性子散乱技術の高度化をはかり、磁気スキルミオンの集団励起や緩和現象、および外場によって誘起された非平衡過程も含めた動的特性を実験的に明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では近年注目されている磁気スキルミオンなどのトポロジカル磁気秩序を先端的中性子散乱法を用いて研究することを目的とした。我々はJ-PARC物質生命科学実験施設(MLF)の大観分光器において散乱中性子のスピン偏極解析を行うための装置を構築し、実際の磁性体研究に用いた。近年スピンと伝導電子の新奇な相関を示すことで注目されていたEuAl4, EuAsなどの磁性体にこの手法を適用し、その磁気構造が非共面・非共線的な構造であることを明らかにした。また、同じくJ-PARCの中性子共鳴スピンエコー分光装置VIN ROSEにおいては低温・磁場中で測定可能な試料環境を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの磁気スキルミオン研究は、定常状態におけるスキルミオンの配列を観測するというものが多く、特に中性子散乱では磁気的なオブジェクトの周期のみを観測することが多かった。本研究では偏極中性子散乱や中性子共鳴スピンエコー法といった先端的な中性子散乱手法を用いることで、磁気スキルミオンのような複雑な磁気構造におけるスピンのxyz成分の詳細な変化やそのダイナミクスなどを測定することを可能にした。この研究は他の磁性研究にも広く応用可能であり、スピン由来の新たな創発物性の開拓にも寄与するものである。
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