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2009 年度 実績報告書

超強磁場X線分光・中性子散乱による局在遍歴電子相関系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17072002
研究機関東北大学

研究代表者

野尻 浩之  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)

研究分担者 稲見 俊哉  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30354989)
松田 康弘  東京大学, 物性研究所, 准教授 (10292757)
加倉井 和久  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (00204339)
松田 雅昌  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (90260190)
大山 研司  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569)
キーワード強磁場 / スピン科学 / X線分光 / 中性子散乱 / 量子ビーム
研究概要

X線や中性子などの量子ビームと強磁場の組み合わせは、様々な磁場誘起相転移研究の強力な道具である。本年度は、X線回折とX線分光、硬X線XMCD、軟X線MCDの実験の推進、定常炉を用いたパルス磁場下中性子回折実験をフランスILL原子炉などで実施、J-PARCのパルス中性子実験において40テスラの世界記録を樹立、アメリカのSNSのパルス中性子施設での30テスラのラウエ法回折実験成功等、この分野で世界をリードする成果をあげ、世界標準化を進めた。回折実験では、共鳴散乱の利用を推進し、容易面型の磁性体にもかかわらず多段のメタマグ転移を示すTbB_4の磁気構造に関して、偏光成分を分離した共鳴回折実験を行い、ATS散乱の寄与を排除して、磁気散乱を成分に分離する手法を確立した。これは、偏極中性子回折に匹敵する手法として今後の発展が期待される。MCDにおいては、価数揺動を示すEu金属間化合物において、X線MCDの実験と解析を進め、強磁場XMCDの微視的な理論を確立することに貢献した。また、3d遷移金属への応用可能なパルス強磁場軟X線MCDでは、20テスラを越える実験に世界で初めて成功した。金属絶縁体転移を示すことで注目されているパイロクロア酸化物Cd_2Os_2O_7の強磁場XMCDにより、低温での絶縁体相の起源の解明において重要となる軌道磁気モーメントの寄与を調べた。その結果、軌道磁気モーメント(m_L)のスピン磁気モーメント(m_s)対する比が約17%であることを明らかにした。中性子回折においては、スピネル反強磁性体CdCr_2O_4において、28テスラ以上で現れる磁化プラトー相の磁気構造を直接決定し、この構造が普遍性を持つことを証明した。また、これまで強磁場中磁気構造が決定していなかったマルチフェロイック物質MnWO_4の磁場中磁気構造を、中性子回折により直接決定し、メモリ効果と磁気構造の関係を明らかにした。

  • 研究成果

    (49件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (29件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] X-Ray Magnetic Circular Dichroism Spectroscopy in Pulsed High Magnetic Fields2010

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 雑誌名

      Adv.X-Ray.Chem.Anal., Japan 40

      ページ: 51-59

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Magnetic-Field XMCD as a Novel Tool for the Study of Valence Fluctuation Phenomena-Application to Eu-based Intermetallic Compounds2010

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 159

      ページ: 292-296

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal Magnetic Structure of the Half-Magnetization Phase in Cr-Based Spinels2010

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 104

      ページ: 047201, 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] パルス強磁場下の中性子回析実験2009

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之, 他
    • 雑誌名

      固体物理 44

      ページ: 35-45

  • [雑誌論文] X線回析用スプリット型パルスマグネットの開発2009

    • 著者名/発表者名
      鳴海康雄
    • 雑誌名

      固体物理 44

      ページ: 589-602

  • [雑誌論文] パルス強磁場におけるx線磁気円二色性分光2009

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 雑誌名

      固体物理 44

      ページ: 577-586

  • [雑誌論文] Theoretical and experimental study of high-magnetic-field XMCD spectra at the L2, 3 absorption edges of mixed-valence rare-earth compounds2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kotani
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 190

      ページ: 012013 1-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Field Ground-State Level Crossing and Magnetic Susceptibility of an{Fe_8}-Cubane Cluster2009

    • 著者名/発表者名
      A.Matsuo
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 092401, 1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A portable high-field pulsed-magnet system for single-crystal x-ray scattering studies2009

    • 著者名/発表者名
      Z.Islam
    • 雑誌名

      Rev.Sci.Instrum. 80

      ページ: 113902-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resonant Magnetic X-ray Diffraction Study on the Triangular Lattice Antiferromagnet GdPd_2Al_32009

    • 著者名/発表者名
      T.Inami
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

      ページ: 084713, 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field Induced Lattice Deformation in a Quasi-One-Dimensional Antiferromagnet BaCo_2V_2O_82009

    • 著者名/発表者名
      S.Kimura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 79

      ページ: 043706, 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-Ray Magnetic Circular Dichroism of a Valence Fluctuating State in Eu at High Magnetic Fields2009

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 046402, 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Elementary Excitations of Quantum Sine-Gordon Spin System KCuGaF_6 Under High Magnetic Field2009

    • 著者名/発表者名
      I.Umegaki
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 159

      ページ: 60-63

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between Electron Spin Resonance and Magnetization in Gd_5Ge_42009

    • 著者名/発表者名
      Z.W.Ouyang
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 054401, 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutron Diffraction Study on the Multiple Magnetization Plateaus in TbB_4 under Pulsed High Magnetic Field2009

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshii
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 077203, 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elementary Excitations of the S=1/2 One-Dimensional Antiferromagnet KCuGaF_6 in a Magnetic Field and Quantum Sine-Gordon Model2009

    • 著者名/発表者名
      I.Umegaki
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 79

      ページ: 184401, 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Magnetism of Perfect Spin Tetrahedra in Co_4B_6O_<13>2009

    • 著者名/発表者名
      H.Hagiwara
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 014424, 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] XMCD Spectroscopy on Valence Fluctuating and Heavy Fermion Compounds in Very High Magnetic Fields up to 40 T2009

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 雑誌名

      J.Phys : Conf.Ser. 190

      ページ: 1-6

  • [雑誌論文] High-Field Magnetization of a Two-Dimensional Spin Frustration System, Ni_5(TeO_3)_4X_2(X=Br, Cl)2009

    • 著者名/発表者名
      J.L.Her
    • 雑誌名

      J.Phys.: Condense.Matter. 21

      ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [学会発表] 強磁場中性回折装置の開発とフラストレーション磁性体への応用2010

    • 著者名/発表者名
      鳴海康雄
    • 学会等名
      第1回MLFシンポジウム
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター, 東海村
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] パルス強磁場におけるCd_2Os_2O_7のXMCD2010

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] J-PARCおけるパルス超強磁場中性子回折2010

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] SNSにおけるパルス強磁場下中性子回折実験2010

    • 著者名/発表者名
      保井基良
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 強磁場下XMCDの実験と磁気相転移2010

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] High-field magnetization and polarization measurements of a layered frustrated cluster compound, FeTe_2O_5Br2010

    • 著者名/発表者名
      何金龍
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] BaVS_3の強磁場X線回折2010

    • 著者名/発表者名
      鳴海康雄
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] スピン反転による磁場誘起超伝導の局所的破壊2010

    • 著者名/発表者名
      大島勇吾
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 40T級パルス磁場下中性子回折実験の現状:原子炉とJ-PARCの相補利用2010

    • 著者名/発表者名
      大山研司
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学, 岡山市
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] パルス強磁場による軟X線MCD測定技術の開発2010

    • 著者名/発表者名
      中村哲也
    • 学会等名
      第23回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      イーグレひめじ, 姫路市
    • 年月日
      20100106-20100109
  • [学会発表] 反強磁性リングクラスター化合物の強磁場磁化過程とトポロジー効果2009

    • 著者名/発表者名
      鳴海康雄
    • 学会等名
      第3回東北大学G-COE研究会「金属錯体の固体物性科学最前線」
    • 発表場所
      東北大学, 仙台市
    • 年月日
      20091218-20091220
  • [学会発表] 超強磁場量子ビームプローブの開発と磁場誘起相転移への応用2009

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      第4回物性科学領域横断研究会 -凝縮系科学の最前線-
    • 発表場所
      東京大学, 文京区
    • 年月日
      20091129-20091201
  • [学会発表] 強磁場X線MCD測定用コンパクト電源の開発と応用2009

    • 著者名/発表者名
      林美咲
    • 学会等名
      物構研シンポジウム'09放射光・中性子・ミュオンを用いた 表面・界面科学の最前線
    • 発表場所
      つくば国際会議場, つくば市
    • 年月日
      20091117-20091118
  • [学会発表] セリウム金属間化合物のパルス強磁場XMCD2009

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] DyCuのメタ磁性に及ぼす交換相互作用および四極子相互作用の影響2009

    • 著者名/発表者名
      保井基良
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 二次元正方格子反強磁性体Ba_2MnGe_2O_7の高磁場下磁気励起2009

    • 著者名/発表者名
      北岡修
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] パルス強磁場下での軟X線MCD測定技術の開発2009

    • 著者名/発表者名
      中村哲也
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] スピネル反強磁性体CdCr_2O_4のパルス強磁場中性子回折2009

    • 著者名/発表者名
      松田雅昌
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] J-PARCにおける強磁場中性子回折実験2009

    • 著者名/発表者名
      岡田郷子
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] High-Field Magnetization of a Distorted Frustration System Ni_5(TeO_3)_4X_2(X=Br and Cl)2009

    • 著者名/発表者名
      何金龍
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] X-ray absorption and magnetic circular dichroism spectroscopy in pulsed high magnetic fields2009

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences : X-Ray Science
    • 発表場所
      Waterville, USA
    • 年月日
      20090802-20090807
  • [学会発表] Resonant Magnetic X-Ray Diffraction Study on The Successive Metamagnetic Transitions of TbB_4 up to 30T2009

    • 著者名/発表者名
      T.Inami
    • 学会等名
      Polarized Neutrons and Synchrotron X-rays for Magnetism 2009(PNSXM 2009)
    • 発表場所
      Bonn, Germany
    • 年月日
      20090802-20090805
  • [学会発表] Field Induced Incommensurate-to-Commensurate Transition in the Triangular Lattice Antiferromagnet GdPd_2Al_32009

    • 著者名/発表者名
      T.Inami
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      20090726-20090731
  • [学会発表] Theoretical and experimental study of high magnetic-field XMCD spectra at the L2, 3 absorption edges of mixed-valence rare-earth compounds2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kotani
    • 学会等名
      14th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure
    • 発表場所
      Camerino, Itary
    • 年月日
      20090726-20090731
  • [学会発表] Resonant Magnetic X-Ray Diffraction Study under Pulsed High Magnetic Field2009

    • 著者名/発表者名
      T.Inami
    • 学会等名
      International Conference on Research in High Magnetic Fields(RHMF 2009)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      20090722-20090725
  • [学会発表] High-magnetic-field XMCD as a novel tool for the study of valance fluctuation-application to Eu-based intermetallic compounds2009

    • 著者名/発表者名
      松田康弘
    • 学会等名
      International Conference on Research in High Magnetic Fields(RHMF 2009)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      20090722-20090725
  • [学会発表] Spin Lattice Coupling of the Quantum Antiferromagnet SrCu_2(BO_3)_2 in High Magnetic Fields2009

    • 著者名/発表者名
      鳴海康雄
    • 学会等名
      9th International Conference on Research in High Magnetic Fields(RHMF 2009)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      20090722-20090725
  • [学会発表] X-ray and Neutron Experiments in High Magnetic Fields2009

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      9th International Conference on Research in High Magnetic Fields(RHMF 2009)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      20090722-20090725
  • [学会発表] J-PARCの新しい中性子分光器が開くサイエンス2009

    • 著者名/発表者名
      中島健次
    • 学会等名
      第16回「先端技術と原子力」シンポジウム
    • 発表場所
      東桜会館, 名古屋市
    • 年月日
      2009-08-20
  • [備考]

    • URL

      http://spin100.imr.tohoku.ac.jp/

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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