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2012 年度 実績報告書

極低温共鳴X線回折と完全偏光解析による磁場誘起多極子秩序の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24340087
研究種目

基盤研究(B)

研究機関広島大学

研究代表者

松村 武  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 准教授 (00312546)

研究分担者 稲見 俊哉  独立行政法人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 (30354989)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード強相関電子系 / 磁性 / 低温物性 / 多極子秩序 / 共鳴X線回折
研究概要

f電子系化合物で発生する多彩な電子秩序相の起源となっている高次多極子の秩序構造を,極低温磁場中共鳴X線回折から明らかにするため,本年度は完全直線偏光解析に必要となる入射X線偏光制御システムの高度化を行った。これにより,従来までのCe,Pr,Ndに加えて,Dyまでの吸収端での実験ができるようになった。これを用い,まず,多極子秩序の可能性が指摘されているPrPd3S4とDyPd3S4について詳細な実験を行い,PrPd3S4ではH//[110]の磁場中で四極子が大きく誘起されるが,相互作用は弱く,基本的には双極子秩序と考えられるのではないかとの結論に至った。DyPd3S4では,強い多極子相互作用を反映して,干渉効果を含んだ複雑な磁場効果が観測され,秩序状態の詳しい様子を明らかにすることができた。また,CeTeでは0.3muBという小さな双極子モーメントによる反強磁性の信号の観測にも成功した。新しい物質への展開として,未解明の磁場誘起秩序相が多くの研究者の興味を引いているCeOs4Sb12,同じく磁場誘起四極子秩序と考えられるCe3Pd20Si6についても,秩序状態からの信号を観測すべく実験を行ったが,信号を観測することはできなかった。恐らく信号強度が弱すぎて観測にかからなかったものと思われる。
CeTeについては,磁場誘起相が四極子秩序相であると予想され,それを観測するための磁場中実験を行ったが,試料表面の条件を整えることができず,観測成功には至らなかった。

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

実験システムとしては極めて順調に稼働しており,十分なスペックを発揮できている。本年度は,観測の予想がたたない挑戦的物質にも挑戦したため,信号不検出に終わった実験もあるが,不検出というのも一つの知見である。その他の物質では着実に観測結果が積み重ねられている。

今後の研究の推進方策

これまで着実に成果を出してきた物質については,未解決のまま残されている重要問題を詳しく調べ,本年度失敗に終わった実験については,試料表面処理などの条件を変え,引き続き観測に挑戦してゆく。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Resonant x-ray scattering experiments on the ordering of electronic degrees of freedom2013

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

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 ページ: 021007-1-18

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.021007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double phase-plate setup for chromatic aberration compensation for resonant x-ray diffraction experiments2013

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

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 425 ページ: 132011-1-5

    • DOI

      10.1088/1742-6596/425/13/132011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antiferroquadrupole order and magnetic field induced oclupole in CeB62012

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

      Physical Review B

      巻: 85 ページ: 174417-1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.174417

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resonant X-Ray Diffraction Study of Multipole Ordering in the Ferroma gnetic Compound CePd3S42012

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

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 ページ: 044711-1-5

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.044711

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New type of the domain-redistribution at low magnetid fields in phase II of CeB62012

    • 著者名/発表者名
      K. Kunimori
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 ページ: 104706-1-6

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.104706

    • 査読あり
  • [学会発表] 磁場中共鳴X線回折による希土類化合物DyPd3S4の多極子秩序研究2013

    • 著者名/発表者名
      道村真司
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] 電気抵抗測定によるCeTeの圧力誘起秩序相の研究2013

    • 著者名/発表者名
      林佑弥
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] ceOs4Sb12の磁場誘起相における共鳴X線回折2013

    • 著者名/発表者名
      松村武
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] Study oF f-electron multipole orderings and hidden interactions by resonant x-ray diffraction in magnetic fields2013

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumura
    • 学会等名
      JAEA Synchrotron Radiation Research Symposium "Magnetism in Quantum Beam Science"
    • 発表場所
      Spring-8(招待講演)
    • 年月日
      2013-03-12
  • [学会発表] X線回折によるRA13C3(R-Yb, Lu, Er, Dy, Tm)における構造相転移の観測2012

    • 著者名/発表者名
      林佑弥
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-20
  • [学会発表] PrPd3S4の多極子秩序相における磁場中共鴫X線回折2012

    • 著者名/発表者名
      松村武
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] 偏光制御による多極子秩序物質CePd3S4の磁場中共鳴X線散乱実験2012

    • 著者名/発表者名
      道村真司
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] CeB6のIII'-II相転移とII相低磁場のドメイン再分布2012

    • 著者名/発表者名
      國森敬介
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-19
  • [備考]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/tmatsu/LTRXS/Welcome.html

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公開日: 2014-07-16  

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