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2021 年度 研究成果報告書

中性子スピンエコー分光・小角散乱によるトポロジカル・スピン秩序の動的特性の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 19H01856
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関東京大学

研究代表者

中島 多朗  東京大学, 物性研究所, 准教授 (30579785)

研究分担者 遠藤 仁  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (40447313)
大石 一城  一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任研究員 (60414611)
小田 達郎  東京大学, 物性研究所, 助教 (70782308)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード磁性 / 中性子散乱 / 中性子スピンエコー分光 / 磁気スキルミオン
研究成果の概要

本研究では近年注目されている磁気スキルミオンなどのトポロジカル磁気秩序を先端的中性子散乱法を用いて研究することを目的とした。我々はJ-PARC物質生命科学実験施設(MLF)の大観分光器において散乱中性子のスピン偏極解析を行うための装置を構築し、実際の磁性体研究に用いた。近年スピンと伝導電子の新奇な相関を示すことで注目されていたEuAl4, EuAsなどの磁性体にこの手法を適用し、その磁気構造が非共面・非共線的な構造であることを明らかにした。また、同じくJ-PARCの中性子共鳴スピンエコー分光装置VIN ROSEにおいては低温・磁場中で測定可能な試料環境を構築した。

自由記述の分野

磁性、中性子散乱

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの磁気スキルミオン研究は、定常状態におけるスキルミオンの配列を観測するというものが多く、特に中性子散乱では磁気的なオブジェクトの周期のみを観測することが多かった。本研究では偏極中性子散乱や中性子共鳴スピンエコー法といった先端的な中性子散乱手法を用いることで、磁気スキルミオンのような複雑な磁気構造におけるスピンのxyz成分の詳細な変化やそのダイナミクスなどを測定することを可能にした。この研究は他の磁性研究にも広く応用可能であり、スピン由来の新たな創発物性の開拓にも寄与するものである。

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公開日: 2023-01-30  

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