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本年度は、共鳴軟X線小角散乱による磁性体材料の観測、及び、コヒーレント軟X線回折図形から実空間像を可視化するための位相回復アルゴリズムの高度化に関する研究を進めた。
磁気スキルミオンが発現する合金CoZnMnに対して、コヒーレント軟X線回折イメージングを行い、CoとMnのそれぞれの元素吸収端において実空間の観測に成功した。これによって、元素選択的に磁気構造を観測することが可能になり、温度や磁場変化に伴う磁気構造の変化を議論した。また、絶縁体である磁気スキルミオン物質Cu2OSeO3においては過冷却によって磁気スキルミオンの構造が三角格子から四角格子に変化する様子や、カイラル磁性体CrNb2S6においてヘリカル磁気構造からカイラルソリトン格子へと磁気構造が変化する様子を実空間像を観測することに成功した。
一方で、コヒーレント回折図形から実空間像を再構成するための位相回復アルゴリズムについて、スパースモデリングに基づく解析手法の開発を行った。観測領域内に磁気スキルミオンがスパースに存在する状態を想定し、計測対象の事前確率分布を仮定し、L1正則化項として加えることで、最適化を行う手法である。これによって、フォトン数の制限から統計精度の良くなく、データ欠損を含むような回折データからも効率的に情報を抽出できることをシミュレーションによって明らかにした。この解析手法は、磁気スキルミオンのダイナミクスをシングルショットで計測する場合などに適用できると期待される。
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