大型スパレ-ションパルス中性子源を用いた中性子散乱による物質の動的構造研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01044139
• 研究機関: 高エネルギー物理学研究所
• 研究代表者: 渡辺 昇 高エネルギー物理学研究所, ブースター利用施設, 教授 (40005286)
• 研究分担者: 伊藤 晋一 日本学術振興会, 特別研究員 (00221771) ; 新村 信雄 東北大学, 理学部, 助教授 (50004453) ; 稲葉 章 大阪大学, 理学部, 講師 (30135652) ; 武田 定 大阪大学, 理学部, 助手 (00155011) ; TAYLOR A.D. ラザフォードアプルトン研究所, 主任研究員 ; 神山 崇 筑波大学, 物質工学系, 講師 (60194982) ; 山田 和芳 東北大学, 理学部, 助手 (70133923) ; 加倉井 和久 東京大学, 物性研研究所, 助教授 (00204339) ; 田島 圭介 慶應大学, 理工学部, 助教授 (70004439) ; 恒川 信 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00023218) ; 大嶋 健一 筑波大学, 物質工学系, 助教授 (70109271) ; 柴田 薫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60183836) ; 古坂 道弘 高エネルギー物理学研究所, ブースター利用施設, 助手 (60156966) ; 新井 正敏 高エネルギー物理学研究所, ブースター利用施設, 助手 (30175955) ; 池田 進 高エネルギー物理学研究所, ブースター利用施設, 助教授 (80132679) ; 三沢 正勝 高エネルギー物理学研究所, ブースター利用施設, 助教授 (80005941) ; WILLAMS W.G. ラザフォードアプルトン研究所, 主任研究員 ; 金谷 利治 京都大学, 化学研究所, 助教授 (20152788) ; 神木 正史 東北大学, 理学部, 助教授 (30004451) ; 浅野 肇 筑波大学, 物質工学系, 教授 (90005934) ; 遠藤 康夫 東北大学, 理学部, 教授 (00013483) ; 池田 宏信 高エネルギー物理学研究所, ブースター利用施設, 教授 (90013523)
• キーワード: 中性子散乱 / スポレ-ションパルス中性子 / チョッパ-型中性子分光器 / 高エネルギ-(磁気)励起 / 非調和水素ポテンシャル / 低次元反強磁性体 / ガラスの動的構造 / 日英中性子散乱研究協力

研究概要

本年度は研究の最終年次に当るが、ISISに設置した高性能チョッパ-型分光器MARIを用いた中性子散乱実験を中心に本格的名な研究を開始した。実験課題は総て我が国および英国での課題採択委員会で採択されたものである。本年度上期には8件、下期には6件が採択され、実験が実施された。MARIを用いた主な実験としては、第一世代高温超伝導体の親物質であり、かつ二次元ハイゼンベルグ反強磁性であるLa_2CUO_4の高エネルギ-磁気励起、S=3/2の反強磁性チェ-ンを持つScVCl_2のスピンダイナミックス、高温超伝導体La_<1.85>Sr_<0.15>CuO_4及びYBa_2Cu_3O_7系のフォノン状態密度の測定、水素結合を持つ物質(KDP)の水素ポテンシャルと波動関数の測定、金属・非金属系ガラスPd_<0.8>Si_<0.2>及びPd_<0.8>Si_<0.2>の動的構造の測定等で、それぞれ所期の成果をあげることができた。また協定により、MARI以外の測定器についても我が国の研究者がある程度実験に使用することが出来るが、高分解能粉末中性子回折装置を用いた有機分子性結晶の構造解析、低エネルギ-高分解能中性子分光器を用いてなされたグラフォイル表面に吸着した分子の回転トンネリングの研究等があり、これらについても有用な知見が得られつつある。本年度の成果についての詳細は様式5を参照されたい。
以上の如く、日英中性子散乱協力研究は、MARIの建設及び実験開始に至る重要な期間を、本国際学術研究により実施し、一応所期の目的を達成することが出来た。本年度以降新たに開始される国際学術研究により、新しい中性子散乱による物質科学研究の一層の進展が期待される。

研究成果

• [文献書誌] M.Kohgi: "Crystal Field Excitations in CeSi_x" Physica B. 163. 137-140 (1990)
• [文献書誌] M.Kohgi: "Competition between the Kondoh Effect and RKKY Interactions in CeSi_x" Physica B. 169. 501-502 (1991)
• [文献書誌] K.Ohoyama: "Mnomalous Crystal Field Splitting in YbN" Physica B. (1992)
• [文献書誌] M.Arai: "High Resolution S(Q,E)Measurement on g-SiO_2" Physica B. (1992)
• [文献書誌] D.Welz: "High Energy Spin-Waves in the Chain Antiferromagnet KFeS_2" Physica B. (1992)
• [文献書誌] K.Yamada: "Two-Dimensional Antiferromagnetism and Spin Dynamics in "2-1-4" Oxides" Physica B. (1992)
• [文献書誌] M.Arai: "Phonon Density of States of La_<1.85>Sr_<0.15>Cu_<1-x>Zn_xO_4 (x=0,0.02)" Physica B. (1992)
• [文献書誌] S.Ikeda: "Hydrogen Wave Functions in the Metal Hydrides ZrH_2 and NbH_<0.3>" J.Phys.Condens.Matter. 2. 4675-4684 (1990)
• [文献書誌] K.Yamada: "Complete Two-Dimensional Antiferromagnetic Spin-Wave Dispersion Relation of La_2NiO_4 Determined by Chopper Spectrometer Installed at the Pulsed Nuetron Source" J.Phys.Soc.Jpn.4. 1197-1200 (1991)
• [文献書誌] M.Arai: "Performance of Chopper Spectrometer" Proc.11th Meeting Int.Collab.on Advanced Neutron Sources(ICANS-XI)(Tsukuba,22-26 Oct.1990). 644-654 (1990)
• [文献書誌] K.Kakurai: "Magnetic Excitations in Quasi One-Dimensinal Antiferromagnets" Physica B. (1992)
• [文献書誌] S.Tomiyoshi: "Magnetic Excitations in Mn_3Pt" Physica B. (1992)
• [文献書誌] S.Ikeda: "High Resolution Neutron Spectrometer LAM-80ET and Rotational Tunnelling in 4-Methylpyridine N-Oxide" J.Phys.Soc.Jpn.60. 3340-3350 (1991)