軟X線共鳴回折によるカイラリティイメージングの研究

• 研究課題/領域番号: 25247054
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 田中 良和 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 専任研究員 (90250109)
• 連携研究者: 木村 剛 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80323525) ; 大浦 正樹 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, ユニットリーダー (50250113) ; チャイナニ アシシ 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 専任研究員 (80425636) ; 田口 宗孝 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特任助教 (10415218)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 37,700千円 (直接経費: 29,000千円、間接経費: 8,700千円); 2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2013年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: X線・粒子線 / 放射光 / 共鳴X線回折 / 強相関電子系 / Ｘ線 / 物性実験 / ナノ材料 / 磁性 / 複合材料・物性 / 強相関系 / 新機能材料

研究成果の概要

SPring-8理研ビームライン17SUに設置した軟X線回折計を用い，強相関電子系物質の秩序状態の観察を行っている．特に，円偏光X線を利用することによって，結晶カイラリティ，スピンカイラリティの判別さらにはドメイン分布の観察を行っている．ドメイン分布の観察には，極度に集光したX線ビームが必要である．この科研費プロジェクトでは，ミラー集光による直径1５マイクロメートルの集光サイズを，ゾーンプレートシステムに置き換えることによって，その約1/100の数100ナノメートルの集光サイズを実現した．これによって強相関電子系のドメイン観察および外場によるドメイン制御などの研究を推進することができる．

研究成果

• [雑誌論文] Ultrafast energy- and momentum-resolved dynamics of magnetic correlations in the photo-doped Mott insulator Sr2IrO4 (2016)
  • 著者名/発表者名: M.P.M. Dean, Y. Cao, X. Liu, S. Wall, D. Zhu, R. Mankowsky, V. Thampy, X.M. Chen, J.G. Vale, D. Casa, Jungho Kim, A. H. Said, P. Juhas, R. Alonso-Mori, J. M. Glownia, A. Robert, J. Robinson, M. Sikorski, S. Song, M. Kozina, H. Lemke, L. Patthey, S. Owada, T. Katayama, M. Yabashi, Yoshikazu Tanaka, et al.
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 15 号: 6 ページ: 601-605
  • DOI: 10.1038/nmat4641
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic structure and effect of magnetic field on its domain structure in magnetoelectric Ba1.3Sr0.7CoZnFe11AlO22 (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Ueda, Y. Tanaka, H. Nakajima, S. Mori, K. Ohta, K. Haruki, S. Hirose, Y. Wakabayashi, T. Kimura
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 109 号: 18 ページ: 182902-182902
  • DOI: 10.1063/1.4966623
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic and antiferromagnetic orders of a phase-separated manganite probed throughout the B-T phase diagram (2016)
  • 著者名/発表者名: Y.W. Windsor, Yoshikazu Tanaka, V. Scagnoli, M. Garganourakis, R.A. de Souza, M. Medarde, S.-W. Cheong, and U. Staub
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 94 号: 21 ページ: 214412-214412
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.214412
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quadrupole moments in chiral material DyFe3(BO3)4 observed by resonant x-ray diffraction (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima, Tomoyasu Usui, Yves Joly, Motohiro Suzuki, Yusuke Wakabayashi, Tsuyoshi Kimura, and Yoshikazu Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 93 号: 14 ページ: 144116-144116
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.144116
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coherent acoustic perturbation of second-harmonic generation in NiO (2015)
  • 著者名/発表者名: L. Huber, A. Ferrer, T. Kubacka, T. Huber, C. Dornes, T. Sato, K. Ogawa, K. Tono, T. Katayama, Y. Inubushi, M. Yabashi, Yoshikazu Tanaka, P. Beaud, M. Fiebig, V. Scagnoli, U. Staub, and S. L. Johnson,
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 9 ページ: 094304-094304
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.094304
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The effect of field cooling on a spin-chiral domain structure in a magnetoelectric helimagnet Ba0.5Sr1.5Zn2Fe12O22 (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hiraoka, T. Kimura
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 巻: 384 ページ: 160-165
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.02.028
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of quadrupole helix chirality and its domain structure in DyFe3(BO3)4 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Usui, Y. Tanaka, H. Nakajima, M. Taguchi, A. Chainani, M. Oura, S. Shin, N. Katayama, H. Sawa, Y. Wakabayashi, and T. Kimura
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 10 号: 6 ページ: 611-618
  • DOI: 10.1038/nmat3942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chirality, birefringence, and polarization effects in α-quartz studied by resonant elastic x-ray scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: Yves Joly, Yoshikazu Tanaka, Delphine Cabaret, and Stephen P. Collins
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 号: 22 ページ: 224108-224108
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.224108
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electric polarization along the c axis in the ferroelectric helimagnetic phase of CuFe1－xGaxO2 (x=0.035) (2014)
  • 著者名/発表者名: Chikafumi Kaneko, Taro Nakajima, Setsuo Mitsuda, Yoshikazu Tanaka, and Noriki Terada
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 90 号: 8 ページ: 085109-085109
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.085109
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Existence of Orbital Order and its Fluctuation in Superconducting Ba(Fe1-xCox)2As2 Single Crystals Revealed by X-ray Absorption Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. K. Kim, W. S. Jung, G. R. Han, K.-Y. Choi, K.-H. Kim, C.-C. Chen, T. P. Devereaux, A. Chainani, J. Miyawaki, Y. Takata, Y. Tanaka, M. Oura, S. Shin, A. P. Singh, H. G. Lee, J.-Y. Kim, and C. Kim
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 111 号: 21 ページ: 217001-217001
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.217001
  • 査読あり
• [学会発表] コニカルらせん磁性体Ba1.3Sr0.7CoZnFe11AlO22における磁気ドメイン構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上田大貴，田中良和，若林裕助，木村剛
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（豊中市）
• [学会発表] マルチフェロイック(Ba,Sr)2(Co,Zn)2(Fe,Al)12O22 の 磁気ドメイン構造と外場印加効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田大貴, 田中良和, 大浦正樹, 大田晃二郎, 若林裕助, 木村剛
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Separate Observation of Spin-chiral and Time-reversed Antiferromagnetic Domain Structure and Effect of Magnetic Field in Magnetoelectric Hexaferrite (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ueda, Yoshikazu Tanaka, Hiroshi Nakajima, Shigeo Mori, Yusuke Wakabayashi, and Tsuyoshi Kimura
  • 学会等名: Core-to-core International Meeting Mag2016 Symposium
  • 発表場所: オリエンタルホテル広島（広島県広島市）
  • 年月日: 2016-02-21
  • 国際学会
• [学会発表] Observation and control of spin and crystal chirality in magnetoelectric and piezoelectric materials (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, H. Ueda,Y. Hiraoka, M. Sera, K. Kimura, Y. Wakabayashi, and Y. Tanaka
  • 学会等名: Core-to-core International Meeting Mag2016 Symposium,
  • 発表場所: オリエンタルホテル広島（広島県広島市）
  • 年月日: 2016-02-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Separate Observation of Helical and Time-reversed Antiferromagnetic Domain Structure and Effect of Magnetic Field on Them in Magnetoelectric Hexaferrite (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ueda, Yoshikazu Tanaka, Hiroshi Nakajima, Shigeo Mori, Yusuke Wakabayashi, and Tsuyoshi Kimura
  • 学会等名: The 16th Japan- Korea-Taiwan Workshop on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-02-18
  • 国際学会
• [学会発表] マルチフェロイックY型六方晶フェライトにおける磁気ドメイン構造と外場印加効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田大貴 ,田中良和 ,若林裕助,木村剛
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト （千葉県柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] DyFe3(BO3)4単結晶における鏡像異性体ドメインの接合について (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中良和
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト （千葉県柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] Observation of Chiral Structures by resonant x-ray diffraction (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Tanaka
  • 学会等名: REXS2016
  • 発表場所: DESY, Hamburg, Germany
  • 国際学会
• [学会発表] REXS and polarization light in low quartz (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Joly, Y. Tanaka, D. Cabaret, and S.P. Collins
  • 学会等名: REXS2016
  • 発表場所: DESY, Hamburg, Germany
  • 国際学会
• [学会発表] SACLAを用いて観測したβ-MoTe2の超高速格子ダイナミクス (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村飛鳥, 下志万貴博, 石坂香子, 田久保耕, 平田靖透, 和達大樹, 山本達, 松田巌, 田中良和, 辛埴, 池浦晃至, 酒井英明, 石渡晋太郎, 富樫格, 大和田成起, 片山哲夫, 登野健介, 矢橋牧名
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス(金沢市)
• [学会発表] 共鳴X線回折による多極子秩序観察と応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中良和
  • 学会等名: CMRC 研究会 量子ビームを用いた多自由度強相関物質における動的交差相関物性の解明
  • 発表場所: 物質構造科学研究所(つくば市)
  • 招待講演
• [学会発表] 円偏光X線による結晶構造および磁気構造キラリティ観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中良和
  • 学会等名: 第4回豊田理研ワークショップキラル対称性の電磁応答
  • 発表場所: トヨタ産業技術記念館(名古屋市)
  • 招待講演
• [学会発表] Resonant X-ray scattering in low quartz to characterize the polarization light (2014)
  • 著者名/発表者名: Yves Joly, Yoshiazu Tanaka, Delphine Cabaret, and Steve P. Collins,
  • 学会等名: The 23rd International Union of Crystallography (IUCr) Congress and General Assembly
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-12
• [学会発表] Exploring Materials with Controllable Crystal Chirality (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kimura, Yoshikazu Tanaka, and Tsuyoshi Kimura
  • 学会等名: Chirality2014
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-07-30
• [学会発表] Helix chiral motif of quadrupole moments in DyFe3(BO3) (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Usui, Y. Tanaka, H. Nakajima, M. Taguchi, A. Chainani, M. Oura, S. Shin, N. Katayama, H. Sawa, Y. Wakabayashi, and T. Kimura
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] 円偏光共鳴 X 線回折による DyFe3(BO3)4 の構造カイラリティの研究-吸収端依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島宏、薄井智靖、田中良和 、若林裕助、木村剛
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 神奈川県，東海大学
• [学会発表] 円偏光共鳴X線回折を用いた RFe3(BO3)4 におけるカイラル構造の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島宏，薄井智靖、田中良和、若林裕助，木村剛
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島県，徳島大学
• [学会発表] Hexaferrites as magnetoelectric multiferroics (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, K. Okumura, Y. Hiraoka, S. Hirose, and Y.Tanaka
  • 学会等名: The 11th International Conference on Ferrites (ICF 11)
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Chiral Domain Imaging in DyFe3(BO3)4 observed by resonant x-ray diffraction (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Usui, Y. Tanaka, H. Nakajima, Y. Wakabayashi, S. Shin, and T. Kimura
  • 学会等名: Resonant Elastic X-ray Scattering (REXS2013)
  • 発表場所: Oxford, England
• [学会発表] Observation of Spin-chiral Domains in Multiferroic Hexaferrites by Scanning Resonant X-ray Microdiffraction (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Tanaka, Y. Hiraoka, T. Usui, and S. Shin
  • 学会等名: Resonant Elastic X-ray Scattering (REXS2013)
  • 発表場所: Oxford, England
  • 招待講演
• [学会発表] Observation of multipole helix-chiral domains by resonant x-ray scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Tanaka, Y. Hiraoka, T. Usui, H. Nakajima, M. Taguchi, A. Chainani, M. Oura, S. Shin, and Y. Wakabayashi
  • 学会等名: FIRST-QS2C Workshop
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [備考] 「右巻き、左巻きらせん」電子雲の歪み配列の可視化に成功
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140407_1/