J-PARCパルス中性子を使用した磁気モーメント分布と電子軌道の可視化

• 研究課題/領域番号: 23654110
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 野田 幸男 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80127274)
• 研究分担者: 木村 宏之 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (50312658)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 磁性 / d軌道の可視化 / パルス中性子 / 中性子磁気構造解析 / 放射光 / 精密構造解析 / 軌道の可視化 / 放射光構造解析

研究概要

本研究の目的は、J-PARCの物質生命科学実験施設(MLF)に建設中のパルス中性子を用いた単結晶回折装置(装置名:SENJU)で高精度磁気構造解析を行い、磁気モーメント分布を可視化することによりd電子軌道を可視化出来るかを調べることである。2011年3月11の地震のため、J-PARCの装置立ち上げは1年以上遅れたが、SENJUを実験可能なレベルまで立ち上げ、本研究目的に必要な高いQ領域まで測定できることを実証した。この値は、原子炉の中性子を用いた回折実験では到達できないQの領域である。また、放射光を用いた超精密構造解析でどこまでd軌道が見えるかにも挑戦した。その結果、Tiのd軌道の可視化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Current Status of a Time-of-Flight Single Crystal Neutron Diffractometer SENJU at J-PARC (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Tamura, K.Oikawa, T.Kawasaki, T.Ohhara, K.Kaneko, et al
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 84 ページ: 120401-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/340/1/012040
  • 査読あり
• [学会発表] 立ち上がった特殊環境微小単結晶中性子構造解析装置SENJUの現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鬼柳亮嗣,大原高志,及川健一,田村格良,金子耕士,川崎卓郎,花島隆秦,中尾朗子,宗像孝司,木村宏之,坂倉輝俊,野田幸男,高橋美和子,清谷多美子,大嶋建一,新井正敏
  • 学会等名: 日本物理学会(20130326)
  • 発表場所: (広島大学)東広島市
• [学会発表] 放射光単結晶X線回折法によるYTiO3の軌道秩序の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊,中野隆裕,木村宏之,野田幸男,石川喜久,十倉好紀,宮坂茂樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 特殊環境微小単結晶中性子構造解析装置SENJUの立ち上げと現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼柳亮嗣,大原高志A,及川健一,田村格良,金子耕士,川崎卓郎,花島隆秦,中尾朗子,宗像孝司,木村宏之,野田幸男,高橋美和子,清谷多美子,大嶋建一,新井正敏
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Orbital Order in YTiO3Observed by Super Accurate Synchrotron X-ray Diffraction, The 9th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE09) (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura , Y. Ishikawa, T. Nakano, H. Kimura, Y. Noda, Y. Tokura, and S. Miyasaka
  • 学会等名: University of Ulsan
  • 発表場所: Ulsan, Korea
  • 年月日: 2012-08-09
• [学会発表] 精密構造測定のための多重散乱回避技術の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊,木村宏之,野田幸男
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 単結晶構造解析装置SENJUの現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎卓郎,及川健一,大原高志,鬼柳亮嗣,田村格良,金子耕士,木村宏之,野田幸男,高橋美和子,清谷多美子,新井正敏,大嶋建一,中尾朗子,花島隆泰,宗像孝司
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 特殊環境微小単結晶中性子構造解析装置SENJUの立ち上げと現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 花島隆泰、大原高志、中尾朗子、宗像孝司、鬼柳亮嗣、川崎卓郎、及川健一、田村格良、金子耕士、新井正敏、木村宏之、野田幸男、高橋美和子、大嶋建一、清谷多美子
  • 学会等名: 日本中性子科学会(2012.12.11)
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
• [学会発表] SENJUにおける構造解析の現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼柳亮嗣,大原高志,川崎卓郎,及川健一,田村格良,金子耕士,中尾朗子,花島隆泰,宗像孝司,木村宏之,坂倉輝俊,Chang-Hee Lee,野田幸男,高橋美和子,清谷多美子,大嶋建一,新井正敏
  • 学会等名: 日本結晶学会(2012.10.26)
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス
• [学会発表] 特殊環境微小単結晶中性子回折計SENJUの立ち上げと現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大原高志,鬼柳亮嗣,川崎卓郎,及川健一,田村格良,金子耕士,中尾朗子,花島隆泰,宗像孝司,木村宏之,野田幸男,高橋美和子,清谷多美子,大嶋建一,新井正敏
  • 学会等名: 日本結晶学会(2012.10.26)
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス
• [学会発表] 磁気構造とスピン分布の測定-Over View- (2012)
  • 著者名/発表者名: 野田幸男
  • 学会等名: 日本結晶学会(2012.10.26)
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス
• [学会発表] Structure analyses on the new TOF neutron single crystal diffractometer (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Kiyanagi, T. Ohhara, T. Kawasaki, K.Oikawa, I Tamura, K Kaneko, A. Nakao, T. Hanashima, K. Munakata, H. Kimura, T. Sakakura, C-H. Lee, Y. Noda, M.Takahashi, T. Kiyotani, K. Ohshima, M. Arai
  • 学会等名: SENJU, at J-PARC/MLF, AsCA12/CRYSTAL28
  • 発表場所: Adelaide Convention Centre
• [学会発表] SENJU: An Extreme Environment Single Crystal Neutron Diffractometer at BL18 of J-PARC (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ohhara, R. Kiyanagi, T. Kawasaki, K.Oikawa, I Tamura, K Kaneko, A. Nakao, T. Hanashima, K. Munakata, H. Kimura, Y. Noda, M. Takahashi, T. Kiyotani, M.Arai
  • 学会等名: AsCA12/CRYSTAL28
  • 発表場所: Adelaide Convention Centre, Austraria, abstract book P112, program NO: Poster-3214
• [学会発表] 磁気構造とスピン分布の測定 - Over View - (2012)
  • 著者名/発表者名: 野田幸男
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 招待講演
• [学会発表] 特殊環境微小単結晶中性子回折計SENJUの立ち上げと現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大原高志
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
• [学会発表] SENJUにおける構造解析の現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼柳亮嗣
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
• [学会発表] 放射光単結晶X線回折法によるYTiO3の軌道秩序の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜市)
• [学会発表] 特殊環境微小単結晶中性子構造解析装置 SENJU の立ち上げと現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 花島隆泰
  • 学会等名: 日本中性子科学会
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
• [学会発表] A novel time-of-flight single crystal neutron diffractometer SENJU constructed at J-PARC (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Tamura, K. Oikawa, T. Kawasaki, T. Ohhara, K. Kaneko, H. Kimura, R. Kiyanagi, M. Takahashi, T. Kiyotani, M. Arai, Y. Noda, K. Ohshima
  • 学会等名: 5th EUROPEAN CONFERENCE ON NEUTRON SCATTERING (ECNS2011)
  • 発表場所: Clarion Congress Hotel, Prague, Czech Republic