量子ビームの相補利用でみる多様な秩序変数による量子臨界現象

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05031
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 金子 耕士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (30370381)
• 研究期間 (年度): 2016-10-21 – 2020-03-31
• キーワード: 中性子散乱 / 放射光 / 強相関物性 / 量子臨界現象 / 磁気スキルミオン

研究成果の概要

本課題では，磁性・格子やその結合などさまざまな秩序変数に着目し，それらが臨界点近傍で引き起こす新奇現象について，量子ビームを相補的に利用し，調べた．磁気揺らぎの代表物質YbRh2Si2では，これまで未知の領域であった臨界点ごく近傍での新たな磁気秩序を，格子揺らぎの(Sr,Ca)3T4Sn13 (T=Rh,Ir)については，格子揺らぎ起源の直接的な証拠を，さらにEu化合物では，EuPtSiの相転移近傍の領域で，f電子系で初めてとなる磁気スキルミオン格子の実現を微視的に明らかにした．X線，中性子各々の特徴を活かし，臨界的近傍の新たな静的・動的構造を明らかに出来た点で，有意義な成果が得られた．

自由記述の分野

中性子散乱，放射光散乱，固体物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題では，中性子と放射光X線，各々の特徴を活かし，磁性や格子により引き起こされる臨界点近傍の特徴的な振る舞いを微視的に明らかにした．これらの情報は，量子ビームプローブでのみ得られるもので，他の実験結果や理論的な研究の進展に有益な成果が得られた．また実験は，J-PARCやSPring-8などの大型施設を相補的に駆使して実施したもので，先端施設の有用性を示す意味でも有意義な成果であったと言える．