2020 年度研究成果報告書

高圧力下中性子３次元偏極解析によるマルチフェロイクスの研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17KK0099
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
配分区分	基金
研究分野	量子ビーム科学
研究機関	国立研究開発法人物質・材料研究機構
研究代表者	寺田典樹国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主幹研究員 (60442993)
研究期間 (年度)	2018 – 2020
キーワード	マルチフェロイクス
研究成果の概要	我々は、世界で初めて高圧力下中性子３次元偏極解析実験に成功した。これは、完全非磁性ハイブリッドアンビルセルを、現存の中性子施設で最大中性子強度を誇るフランスの中性子施設ラウエランジェバン研究所において開発した結果である。この実験により我々は、蒸気圧下では強誘電性を示さない物質が、高圧力下で初めて強誘電性を示すマルチフェロイクス物質となる物質を発見した。この成果は、研究代表者が１年間にわたり、フランス現地において、共同研究者と密に研究を重ねた成果である。
自由記述の分野	中性子回折
研究成果の学術的意義や社会的意義	中性子ビームを用いた実験は50年以上に渡って、物質科学において結晶構造や磁気構造を決定する手段として使われています。近年、物性物理の多くの分野において、物質内のスピンとそれ以外のマクロな自由度が結合した新奇物性の発現の起源の解明が求められています。中性子回折はスピン構造を決定する最も強力な手法ですが、ビームの強度がX線などのその他のビームと比べて極めて弱いため、非常に小さな試料に制限される高圧力の実験とは相性が良くありませんでした。この研究では、高圧力下でも中性子回折実験（特に偏極ビーム実験）が可能であることを、世界で最も中性子強度の強いフランスの施設で、世界で初めて実証することができました。