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2021 年度 実績報告書

非平衡定常/非定常系における磁気スキルミオンの駆動状態とダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03709
研究機関東北大学

研究代表者

奥山 大輔  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30525390)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード磁気スキルミオン / 中性子散乱 / 非平衡定常/非平衡非定常状態
研究実績の概要

2020年度から始まったコロナ禍により米国NISTとの共同研究は停止したままである。一部の実験施設ではリモート実験が開始されているが本研究は申請者自身もしくは申請者の指導の下で電流実験用の冷凍機の改造や調整を行う必要があり、現地に赴くことが必須である。しかし、NISTだけでなく以前共同研究を行ったスイスPSI、豪国ANSTOも同じ理由によって現地に赴くことが困難であった。本年度に入ってようやく国内の移動の制限が解消されたため、日本国内での電流中の中性子小角散乱実験遂行の可能性を模索した。1つはJ-PARCにある中性子小角散乱装置であるが、装置分解能の関係で本研究での使用は適切でないことが分かっている。2つ目は昨年の5月から稼働したJRR-3号炉の小角散乱装置であるが、諸事情によって装置の改造を行っての実験は認められなかった。以上のことから本年度も本申請の肝である「独自の改造を施しての小角散乱実験」には残念ながら大きな進展はなかった。
この悲壮な状況を打破すべく、次の手段として通常の中性子散乱用の3軸分光器を小角散乱のセッティングで使用することを考えており、JRR-3号炉の冷中性子と熱中性子の装置で今年の実験申請は受理されている。また、研究代表者は放射光施設の装置担当者として2022年度より異動したため、軟X線領域の放射光を用いた研究も視野に入れて研究を展開することも考えている。これらの装置にNISTで行ってきたのと同様な改造を行い、本研究の目標を遂行することを目指したいと考えている。
実験結果の解釈及び考察には進展があった。磁気スキルミオンの塑性変形の変動電流に対する周波数依存性は、平板の試料上に格子欠陥によるピン留めが発生する状況で、格子欠陥間の平均的な距離が電流による磁気スキルミオンの駆動距離と比べた時の大きさが関係していると今のところ考えている。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] NIST(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NIST
  • [雑誌論文] Zigzag magnetic order in the Kitaev spin-liquid candidate material <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>RuBr</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math> with a honeycomb lattice2022

    • 著者名/発表者名
      Imai Yoshinori、Nawa Kazuhiro、Shimizu Yasuhiro、Yamada Wakana、Fujihara Hideyuki、Aoyama Takuya、Takahashi Ryotaro、Okuyama Daisuke、Ohashi Takamasa、Hagihala Masato、Torii Shuki、Morikawa Daisuke、Terauchi Masami、Kawamata Takayuki、Kato Masatsune、Gotou Hirotada、Itoh Masayuki、Sato Taku J.、Ohgushi Kenya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 ページ: L041112-1~6

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.l041112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Observation of Long-Range Magnetic Order in Icosahedral Quasicrystals2021

    • 著者名/発表者名
      Tamura Ryuji、Ishikawa Asuka、Suzuki Shintaro、Kotajima Takahiro、Tanaka Yujiro、Seki Takehito、Shibata Naoya、Yamada Tsunetomo、Fujii Takenori、Wang Chin-Wei、Avdeev Maxim、Nawa Kazuhiro、Okuyama Daisuke、Sato Taku J.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 19938~19944

    • DOI

      10.1021/jacs.1c09954

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] J1-J2フラストレート正方格子磁性体2VOSO4・D2SO4・nD2Oの磁気秩序2022

    • 著者名/発表者名
      那波和宏, 柴田将弥, 奥山大輔, Maxim Avdeev, Ross Piltz, 佐藤卓
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
  • [学会発表] 量子三角格子磁性体Ba3Yb(BO3)3の結晶場励起2022

    • 著者名/発表者名
      松坂信之介, 那波和宏, 奥山大輔, 佐藤卓
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
  • [学会発表] Suppression mechanism of the ferroelectric polarization in multiferroic tetragonal perovskite Sr1/2Ba1/2MnO32021

    • 著者名/発表者名
      D. Okuyama, K. Yamauchi, H. Sakai, Y. Taguchi, Y. Tokura, K. Sugimoto, T. J. Sato, T. Oguchi
    • 学会等名
      25th Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Moving state of magnetic-swirling textures in a solid-state material observed by neutron diffraction2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Okuyama
    • 学会等名
      2021 MIRAI2.0 Workshop in Materials Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GPTAS分光器を使った立方晶カイラル磁性体Pr5Ru3Al2の結晶場研究2021

    • 著者名/発表者名
      奥山大輔, 那波和宏, 佐藤卓
    • 学会等名
      日本中性子科学会第21回年会
  • [学会発表] Neutron diffraction study for the magnetic ordering in YbNiSn single crystal2021

    • 著者名/発表者名
      H. C. Wu, D. Okuyama, K. Nawa, A. Nakamura, D. Aoki, T. J. Sato
    • 学会等名
      日本中性子科学会第21回年会
  • [学会発表] Study on the magnetic excitation of Cu2(MoO4)(SeO3)2021

    • 著者名/発表者名
      Pharit Piyawongwatthana, Maiko Kofu, Kazuhiro Nawa, Daisuke Okuyama, Taku J Sato
    • 学会等名
      日本中性子科学会第21回年会
  • [学会発表] 量子三角格子磁性体Ba3Yb(BO3)3の単結晶育成および結晶場2021

    • 著者名/発表者名
      松坂信之介, 那波和宏, 奥山大輔, 佐藤卓
    • 学会等名
      日本中性子科学会第21回年会
  • [学会発表] 近似結晶Au65Ga21Tb14及びAu70Al16Tb14の磁性2021

    • 著者名/発表者名
      那波和宏, 奥山大輔, 海老名慧一, 村崎遼, Maxim Avdeev, Chin-Wei Wang, 高倉洋礼, 石川明日香, 田村隆治, 佐藤卓
    • 学会等名
      日本中性子科学会第21回年会
  • [学会発表] 強くなって帰ってきた4G-GPTAS2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤卓, 奥山大輔, 那波和宏, Hung-Cheng Wu, 村崎遼, Pharit Piyawongwatthana, 柴田将弥, 松坂信之介, 平岡巧
    • 学会等名
      日本中性子科学会第21回年会

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公開日: 2022-12-28  

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