| 研究課題/領域番号 |
19KK0069
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 卓 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70354214)
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| 研究分担者 |
浅井 晋一郎 東京大学, 物性研究所, 助教 (00748410)
奥山 大輔 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 (30525390)
益田 隆嗣 東京大学, 物性研究所, 准教授 (90313014)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 冷中性子分光 / マルチアナライザー / 磁性準粒子 / 非相反性 / トポロジカル保護 / multianalyzer / cold neutron scattering / inelastic scattering / magnetic quasiparticle / spion / magnon / triplon |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体中の協力的なスピン揺動はマグノンやトリプロン等の素励起(磁気準粒子)を形成する。最近それらの素励起がスピン量子を運搬することが再認識され、スピントロニクスデバイスの観点から注目を集めている。本研究で我々は表面状態のトポロジカル保護や反転対称性の破れに伴う非相反性を用いたスピン量子流の方向制御と散逸抑制の学理構築を目指す。この目的達成に必要な超高効率高エネルギー分解能中性子非弾性散乱測定を可能にする新世代マルチアナライザー冷中性子分光法を米国研究者と共同でオークリッジ国立研究所(ORNL)にて開発する。開発の主要な複数の過程で日本側研究者がORNLに滞在し研究活動を実施する。
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| 研究成果の概要 |
近年マグノン・スピノン・トリプロン等に代表される磁気準粒子がスピン流運搬の観点から再び脚光を浴びている。本研究ではこれら磁気準粒子の分散関係の効率的な測定を可能にするため、米国ブルックヘブン国立研究所および米国オークリッジ国立研究所の研究者と共同で高効率マルチアナライザー分光法の原理検証を行い、その実証に成功した。また、実際に種々の磁性体の磁気励起等を測定することによりマグノンやスピノン励起における非対称磁気分散の起源解明や種々の新物質に対する磁気相互作用決定等に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の最も大きな成果は高効率マルチアナライザー分光法の原理実証に成功したことである。中性子非弾性散乱は磁性体の磁気励起分散のみならず、種々の凝縮系物質の性質解明に非常に重要なツールであるが、これまで世界的に見ても実験が限られた施設でしか行えず、また、これに関連してビームタイムが慢性的に不足している状況が続いており、研究進展への大きな制約となってきた。本研究で提案するマルチアナライザー分光法はこのような状況を改善すると考えられるためその意義は大きい。また、本研究で明らかになった種々の磁気準粒子分散はスピン流運搬の観点からは重要な情報であり将来の応用に向けた基礎的な知見としての意義は大きい。
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