X線磁気回折によるウランカルコゲナイドの磁性の圧力変化の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440114
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 伊藤 正久 群馬大学, 工学部, 教授 (90124362)
• 研究分担者: 赤浜 裕一 姫路工業大学, 理学部, 助手 (90202522) ; 伊藤 文武 群馬大学, 工学部, 教授 (60005907)
• キーワード: X線磁気回折 / X線磁気散乱 / 放射光 / 高圧 / ウラン

研究概要

SPring-8における国際規制物質(ウラン等の核燃料物質)取扱いの、文部科学省による認可が当初見込みより遅れ、平成14年2月にようやく認可の運びとなった。これに合わせ、本研究課題の実験は平成14年3月中旬に行われることとなった。この実験結果の詳細は研究成果報告書で報告する。
本年度は、低温(5K)・高磁場(5T)・高圧(10GPa)の多重極限下の放射光X線磁気回折実験に向け、次の各種実験を遂行した。
(1)2種類の超伝導磁石を実際に磁気回折実験へ初めて適用した。一つは、ヘリウムガス循環型冷凍機付き磁石、もう一つは、液体ヘリウム溜付き磁石である。前者の利点は液体ヘリウム追加なしに2週間程度の連続測定が可能であり、SPring-8では重用されている型である。しかしながら、実験の結果、X線磁気回折実験ではこの型の超伝導磁石は使用できないことが判った。理由は、冷凍機の振動が試料に伝わり、回折強度のゆらぎが非常に大きいからである。回折強度の微小な変化として磁気効果を測定する本実験では、冷凍機付き超伝導磁石は使用不可能である。一方、本研究で整備した液体ヘリウム溜付き磁石は十分使用可能であることが判った。
(2)UTe単結晶試料塊から微小試料切片の切り出しを行なった。ヘキ開性を利用し、0.3mm×0.2mm×0.1mmの微小切片の切り出しに成功し、高圧DACセルに組み込んだ。
(3)多重極限下のX線磁気回折実験の予備実験として、高圧下のXMCD(X線磁気吸収)実験をニッケルを試料として、常圧〜50GPaまで圧力下で行なった。圧力が大きくなるにつれ、MCD信号が徐々に小さくなり、磁気的相互作用が小さくなることが判った。

研究成果

• [文献書誌] M.Ito: "Temperature Variation of Spin and Orbital-Magnetic Form Factor of Holmium Iron Garnet by X-ray Magnetic Diffraction"SPring-8 Research Frontiers. 1999/2000. 33-35 (2001)
• [文献書誌] M.Ito: "Trial Use of A Super-Conducting Magnet in X-ray Magnetic Diffraction Maesurements"SPring-8 User Experiment Report 2001A. No.7. 139 (2001)
• [文献書誌] N.Ishimatsu: "XMCD measurements of iron and nickel at K-edge under high presure"SPring-8 User Experiment Report 2001A. No.7. 143 (2001)
• [文献書誌] N.Ishimatsu: "MCD measurements of Fe_4N at Fe K-edge under high pressure Part II"SPring-8 User Experiment Report 2001A. No.6. 120 (2001)
• [文献書誌] M.Ito: "White X-ray Magnetic Diffraction of Ferromagnets at BL-3C_3"Photon Factory Activiy Report 2000 : Part A High Lights and Facility Report. #18. 27-28 (2001)
• [文献書誌] M.Ito: "Spin-Magnetic Form Factor of Ferromagnetc YTiO_3 measured by the X-ray Magnetic Diffraction"Photon Factory Activity Report 2000 : Part B User's Report. #18. 150 (2001)
• [文献書誌] M.Ito: "Development of a High-Count-Rate APD Detector System Having Energy Resolution with a Flash ADC for White X-ray Magnetic Diffraction Measurements"Photon Factory Activity Report 2000 : Part B User's Report. #18. 283 (2001)
• [文献書誌] N.Ishimatsu: "X-ray magnetic circular dichroism studies of Fe_4N under high-pressure"Nucl.Instrum.Methods in Phys.Res.A. 467-468/Part2. 1061-1064 (2001)
• [文献書誌] S.Kichimoto: "A Cooled Avalanche Photodiode Detector for X-ray Magnetic Diffraction Experiments"Nucl.Instrum.Methods in Phys.Res.A. 467-468/Part2. 1171-1174 (2001)