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2018 年度 実績報告書

新しい偏極中性子散乱手法を用いた高次スピン及び軌道自由度の検出

研究課題

研究課題/領域番号 16H04007
研究機関東北大学

研究代表者

南部 雄亮  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60579803)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード物性実験 / 中性子散乱 / 鉄系超伝導 / フラストレート磁性 / スピントロニクス
研究実績の概要

二次元面上で誘起される鉄系超伝導の発現機構を理解するため、空間次元の異なる系からのアプローチを試みている。鉄系梯子型物質は鉄系超伝導の一次元版類似化合物として理解され、我々はBaFe2S3において圧力印加による超伝導相を世界で初めて報告した。鉄系超伝導では鉄の多軌道を反映して軌道自由度が注目されているが、BaFe2S3について角度分解磁気抵抗、弾性抵抗測定を行い、磁気転移温度よりも高温で軌道秩序が引き起こされていることを明らかにした。また磁性ダイナミクスの観点からミュオン実験を行い、軌道秩序温度付近にミュオン緩和率の増大が認められた。今後第一原理計算を行い、微視的な機構を明らかにする。
磁気四重極子相関が発達していると考えられる三角格子反強磁性体NiGa2S4について、磁気ラマン散乱を行った。その結果、Egモードフォノンによる磁気弾性効果により、40 K以下において強的な磁気四重極子相関が発達することが分かった。バルク物性における8.5 Kの異常については偏極中性子散乱からスピンの異方性の変化が確認され、理論計算との比較からベクトルカイラリティ誘起によるZ2渦の異常であることが示唆される。
スピントロニクス基盤物質Y3Fe5O12について、偏極中性子非弾性散乱実験を行った。この物質には音響と光学の二つの主要なマグノンモードが存在する。今回、三軸分光器を用いたsigma_x偏極実験により、それぞれのマグノンモード極性を明らかにした。その結果、二つのモードはそれぞれ逆符号の極性を持ち、昇温によって光学モードがソフト化することから、逆符号の極性による影響でスピンゼーベック効果の信号が減衰する機構を明らかにすることができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      ANSTO
  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut Laue-Langevin
  • [雑誌論文] 梯子型鉄系化合物BaFe2S3における圧力誘起超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      山内徹, 平田靖透, 高橋博樹, 南部雄亮, 佐藤卓, 大串研也
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 54 ページ: 27-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure electrical resistivity studies for Ba1-xCsxFe2Se32018

    • 著者名/発表者名
      C. Kawashima, H. Soeda, H. Takahashi, T. Hawai, Y. Nambu, T.J. Sato, Y. Hirata, and K. Ohgushi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 950 ページ: 042031/1-5

    • DOI

      10.1088/1742-6596/950/4/042031

    • 査読あり
  • [学会発表] Helicity of magnon modes in YIG2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nambu
    • 学会等名
      The 17th Japan-Korea Meeting on Neutron Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Role of magnon mode helicity in the spin current2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nambu
    • 学会等名
      53rd REIMEI International Workshop “New excitations in spintronics”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 複合アニオン化ペロブスカイトPb3Fe2O5F2における結晶場変化によるスピンフロップ2019

    • 著者名/発表者名
      南部雄亮、岡研吾、越智正之
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 量子ビームを用いたスピンの時空間相関の研究2019

    • 著者名/発表者名
      南部雄亮
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ミュオンで視た鉄系梯子型物質およびMajumdar-Ghosh系物質の動的磁性2019

    • 著者名/発表者名
      南部雄亮、鈴木謙介、岡部博孝、幸田章宏、門野良典
    • 学会等名
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • [学会発表] マグノンモードヘリシティがスピン流に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      南部雄亮、川本陽、沖野夕貴、藤田全基、加倉井和久
    • 学会等名
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • [学会発表] 三角格子反強磁性体NiGa2S4のパルス強磁場ESR2019

    • 著者名/発表者名
      鳴海康雄、佐藤和樹、南部雄亮、川本陽、水戸陵人、赤木暢、萩原政幸
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Kinetics of the magnetic skyrmion lattice in MnSi under direct/alternating electric current2019

    • 著者名/発表者名
      D. Okuyama, M. Bleue, Q. Ye, N. Nagaosa, A. Kikkawa, Y. Taguchi, Y. Tokura, J.D. Reim, Y. Nambu, T.J. Sato
    • 学会等名
      The 2nd Symposium for World Leading Research Centers -Materials Science and Spintronics-
    • 国際学会
  • [学会発表] 中性子非弾性散乱実験に備えたTb3Fe5O12の単結晶試料育成2019

    • 著者名/発表者名
      川本陽、吉川貴史、藤田全基、南部雄亮
    • 学会等名
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • [学会発表] 熱ホール効果を示すTb3Ga5O12のフォノンと結晶場2019

    • 著者名/発表者名
      森道康、藤田全基、南部雄亮、河村聖子、古府麻衣子、中島健次、C. Urlich、O.P. Sushkov
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 磁性体における偏極中性子散乱研究 -定常炉・核破砕炉の相補利用を見据えて2018

    • 著者名/発表者名
      南部雄亮
    • 学会等名
      東京大学物性研究所中性子セミナー
  • [学会発表] 中性子を用いたスピンダイナミクスの研究2018

    • 著者名/発表者名
      南部雄亮
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] MnSiにおける電流中の磁気スキルミオン格子の塑性流動的な振る舞い2018

    • 著者名/発表者名
      奥山大輔、M. Bleuel、Q. Ye、P. Butler、永長直人、吉川明子、田口康二郎、十倉好紀、J. D. Reim、東大樹、南部雄亮、佐藤卓
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] MnSiにおける変動電流中の磁気スキルミオン格子のダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      奥山大輔、M. Bleuel、Q. Ye、P. Butler、永長直人、吉川明子、田口康二郎、十倉好紀、J. D. Reim、東大樹、南部雄亮、佐藤卓
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 擬一次元梯子型鉄系化合物BaFe2(Se1-xSx)3における基礎物性測定2018

    • 著者名/発表者名
      今泉聖司、青山拓也、佐伯雄大、今井良宗、南部雄亮、Fei Du、上田寛、Maxim Avdeev、大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] MnSiの定常/変動電流中の磁気スキルミオン格子ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      奥山大輔、M. Bleuel、永長直人、吉川明子、田口康二郎、十倉好紀、東大樹、J. D. Reim、南部雄亮、佐藤卓
    • 学会等名
      日本中性子科学会第18回年会
  • [学会発表] 磁気スカーミオンの相安定性と電流下挙動2018

    • 著者名/発表者名
      奥山大輔、J. Reim、牧野晃也、東大樹、南部雄亮、E. P. Gilbert、N. Booth、M. Bleue、J. Krzywon、P. D. Butler、J. S. White、G. Nagy、M. Bartkowiak、I. Z. Quan、I. Zivkovic、H. M. Ronnow、関真一郎、星野晋太郎、岩崎惇一、永長直人、吉川明子、田口康二郎、十倉好紀、佐藤卓
    • 学会等名
      物性研究所短期研究会「量子多体効果が生み出す液晶的電子状態」
  • [備考] 物理学専攻 南部 雄亮 准教授 が 第13回(2019年)日本物理学会若手奨励賞 を受賞

    • URL

      http://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20190228-10141.html

  • [備考] 南部雄亮 准教授が第13回日本物理学会若手奨励賞(領域3)を受賞しました。

    • URL

      http://www.phys.tohoku.ac.jp/cat_jp/post-2411/

  • [備考] 受賞

    • URL

      http://www.imr.tohoku.ac.jp/ja/news/awards/2019/#aw1103

  • [備考] 若手奨励賞

    • URL

      https://www.jps.or.jp/activities/awards/jusyosya/wakate2019.php#r3

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公開日: 2019-12-27  

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