| 研究課題/領域番号 |
19H01835
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
有馬 孝尚 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | コヒーレントイメージング / 磁気イメージング |
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| 研究実績の概要 |
共鳴X線散乱法や磁気円二色性を用いた微小磁気構造観測に関しては、磁気スキルミオン系を中心に研究を遂行した。その結果、Co7Zn7Mn6においては、磁気スキルミオンの非晶状態が見られたほか、温度低下によってマンガンスピンのゆらぎが増えるなどの特異な現象が見られた。正方晶の金属間化合物EuAl4については低温での磁場掃引に伴って、らせん磁性がまず磁気スキルミオン菱形格子に移行し、その後、正方格子へと変化する様子が見られた。同型構造を有するGdRu2Si2においては磁気スキルミオンの正方格子のほか、二重磁気ファン、短周期らせんの変化する様子が観測できた。
一方、コヒーレント軟Ｘ線を用いたイメージング手法の高度化に向けて、フレネルゾーンプレートによる集光ビームと平行ビームを利用したインラインホログラムの利用を進めている。軟Ｘ線のボルテックスビームのヘリシティを観測することに成功するなど、新たな手法の開拓に向けて研究が進んだ。
２０２１年度は、磁気転移に伴って大きな電気分極変化を生じるCaBaCo4O7に関する研究も進展させた。大きな電気磁気効果みられる温度領域において、中性子散乱実験を
行い、フェリ磁性相の高温側に反強磁性相が出現しており、これらの二つの磁気相の間の磁場誘起相転移が大きな電気磁気効果の原因となっていることを明らかにした。また、カルシウムの一部をイットリウムで置換することによって特異な磁気相関が出るなどの新しい発見が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
コヒーレントＸ線を用いて微小磁気超構造を観測するための対象物質の開拓は前年度よりもさらに進み、順調に推移している。それぞれの物質の磁気構造について共鳴Ｘ線散乱による同定に成功しており、どの程度の感度で磁気観測ができるのかを明らかにしている。一方、コヒーレントＸ線散乱を用いたイメージングの研究についても、インラインホログラムなど新しい技術開発に着手しつつある。これらのことを総合し、研究はおおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も、共鳴Ｘ線散乱を用いて様々な物質の磁気構造の評価を行い、観測対象物質の幅を広げる。候補としては、硬Ｘ線領域で敏感な磁気秩序解析が可能となる5d遷移金属化合物、軟Ｘ線領域でＸ線磁気散乱研究が可能な3d遷移金属酸化物、並びに、ランタノイド(4f遷移元素)化合物などが挙げられる。特に、空間反転中心を持たない化合物や、広い意味で何かのフラストレーションがあり、磁気超構造が出現しうる系の探索を続ける。
一方で、イメージング測定手法の開発については、仙台に建設中の高輝度放射光施設が２０２４年度から利用ができる見通しとなっており、これに向けての準備を進める。ダイナミックレンジができるだけ広いＸ線検出器が必要となるので、その開発にも引き続き協力する。そのほか、可視光を用いた磁気イメージングとＸ線を用いた磁気イメージングとの比較を行う。
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