2012 Fiscal Year Annual Research Report
中性子磁気散乱高次過程の観測による強相関電子系の研究
Project/Area Number |
23244068
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
岩佐 和晃 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00275009)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 晋一 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, 教授 (00221771)
大山 研司 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569)
佐藤 卓 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70354214)
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Project Period (FY) |
2011-11-18 – 2016-03-31
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Keywords | 中性子散乱 / 磁気散乱 / 強相関電子系 / 偏極中性子 |
Research Abstract |
世界的な高線束ビーム技術の発展をふまえた中性子散乱により、物質中での電子の局在-遍歴のデュアリティーなど多彩な強相関電子現象に迫る研究を進めている。本年度は以下の研究開発を行った。 スピン偏極中性子散乱による磁気散乱での量子選択則を念頭に、3Heフィルター法(SEOP)中性子スピン偏極装置の構成品を調達して組み上げに着手した。さらにその装置によって核スピン偏極させたヘリウム3ガス中を中性子を透過させることで偏極中性子が生成するためヘリウム3も調達した。また原子炉装置での同手法のテスト実験の成果を論文発表した。この偏極装置を適用できるJ-PARC装置は公式に建設が承認され、具体的な設置の検討を開始した。また本研究における基盤設備のひとつである高分解能チョッパーの開発整備状況について国際会議で成果発表を行なった。高分解能分光器の性能を決めるフェルミチョッパーの高性能化のために、チョッパー回転体をボロン化した場合の回転中の応力計算を行ない、回転体のボロン材料の配置に関する情報を得た。 希土類元素Pr化合物での強相関電子現象をもたらす4f電子と伝導電子との混成効果について、最近発見されたPrT2Zn20 (T = Ir, Rh, Ru)の重い電子状態を対象とする中性子散乱研究を行った。f電子の結晶場分裂準位間遷移が局在した電子の描像で理解できることを明らかにした。またRh系での未知の構造相転移に対して、磁気励起スペクトルからPrイオンサイトの点群対称性を提示した。鉄系超伝導体関連物質である Fe系超伝導体BaFe2Se3, CsFe2Se3 等(123系)を中心に磁気構造および磁気励起測定を行ない、この系での磁性の起源および超伝導の可能性を探索した。一方で Ba-122系に関しては Coドープ系の磁気励起の解析を進める事で Ba122系の磁気励起がRPAで説明できる事を示した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本課題が採択された平成23年度後半以来、主要な実験手法である中性子散乱を実施する計画であった日本原子力研究開発機構の研究用原子炉施設が震災後に再稼働していないため、進捗状況に若干の遅れがある。しかしながら、J-PARC加速器中性子施設や海外の中性子散乱施設を積極的に利用して、物質科学研究およびパルス中性子による偏極中性子装置や実験手法の開発検討を進めており、問題点を最小限にとどめている。
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Strategy for Future Research Activity |
上記のような事情により、中性子散乱を行うための日本原子力研究開発機構JRR-3研究炉施設の利用に困難が残っているが、J-PARC加速器中性子施設や海外施設での共同研究や来年度の中性子研究課題申請を複数立案し、それらの課題の実施許可を得ている。これらに基づいた強相関電子系の物質科学研究をコンスタントに推進する。また、KEK-東北大連携によるJ-PARC内での偏極中性子散乱装置の建設が具体化して、本研究で開発する3Heフィルター法偏極装置を適用する段階が見えて来たので、その実用化を目標に定めた集中的な研究を進める。
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Research Products
(51 results)
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[Journal Article] Well-Defined Crystal Field Splitting Schemes and Non-Kramers Doublet Ground States of f Electrons in PrT2Zn20 (T = Ir, Rh, and Ru)2013
Author(s)
Kazuaki Iwasa, Hiroki Kobayashi, Takahiro Onimaru, Keisuke T. Matsumoto, Naohiro Nagasawa, Toshiro Takabatake, Seiko Ohira-Kawamura, Tatsuya Kikuchi, Yasuhiro Inamura, Kenji Nakajima
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 82
Pages: 043707-1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Modified Cross-Correlation for Efficient White-Beam Inelastic Neutron Scattering Spectroscopy2012
Author(s)
K. Tomiyasu, M. Matsuura, H. Kimura, K. Iwasa, K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, E. Kudoh, T. Sato, and M. Fujita
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Journal Title
Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume: 677
Pages: 89-93
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Development of a Non-Adiabatic Two-Coil Spin Flipper for a Polarised Thermal Neutron Diffractometer with a 3He Spin Filter2012
Author(s)
K. Ohoyama, K. Tsutsumi, T. Ino, H. Hiraka, Y. Yamaguchi, H. Kira, T. Oku, Y. Sakaguchi, Y. Arimoto, W. Zhang, H. Kimura, K. Iwasa, M. Takeda, J. Suzuki, K.Yamada, K. Kakurai
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Journal Title
Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume: 680
Pages: 75-81
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Renormalized Motion of Dysprosium Atoms Filling Boron Cages of DyB62012
Author(s)
K. Iwasa, K. Kuwahara, Y. Utsumi, K. Saito, H. Kobayashi, T. Sato, M. Amano, T. Hasegawa, N. Ogita, M. Udagawa, S. Tsutsui, A. Q. R. Baron
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 81
Pages: 113601-1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Neutron scattering study on magnetic ordering in a partially rare-earth filled skutterudite PrxFe4Sb122012
Author(s)
K. Iwasa, T. Orihara, K. Saito, K. Tomiyasu, Y. Murakami, H. Sugawara, K. Kuwahara, H. Kimura, R. Kiyanagi, Y. Ishikawa, Y. Noda, Y. Aoki, H. Sato, M. Kohgi
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 391
Pages: 012025-1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Successive phase transitions induced by magnetic fields in a cubic system, NdPd3S42012
Author(s)
M. Watahiki, E. Matsuoka, K. Iwasa, Y. Matsumoto, S. Nakamura, T. Nojima, K. Ohoyama, K. Tanigaki, H. Aoki, H. Onodera
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 391
Pages: 012076-1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Conductivity and incommensurate antiferromagnetism of Fe1.02Se0.10Te0.90 under pressure2012
Author(s)
N. Katayama, K. Matsubayashi, Y. Nomura, S. Ji, J. Leao, M. A. Green, T. J. Sato, Y. Uwatoko, M. Fujita, K. Yamada, R. Arita, and S. H. Lee
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Journal Title
Euro Physics Letters
Volume: 98
Pages: 37002-1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Sr1-xBaxFeO2 (0.4 ≤ x ≤ 1): A New Oxygen-Deficient Perovskite Structure2012
Author(s)
Yamamoto T, Kobayashi Y, Hayashi N, Tassel C, Saito T, Yamanaka S, Takano M, Ohoyama K, Shimakawa Y, Yoshimura K, Kageyama H
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 134
Pages: 11444-11454
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Polarisation Analysis Neuron Chopper Spectrometer, POLANO, at J-PARC
Author(s)
K. Ohoyama, Y. Yokoo, S. Itoh, J. Suzuki, K. Iwasa, K. Tomiyasu, M. Matsuura, H. Hiraka, M. Fujita, H. Kimura, H. Kira, Y. Sakaguchi, T. Ino, T. Oku, Y. Arimoto, T. Sato, T. J. Sato他8名
Organizer
PNCMI'2012 (9th International workshop on Polarised Neutrons in Condensed Matter Investigations)
Place of Presentation
Jean Monnet center, Paris, France
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[Presentation] Development of a Polarised Neutron Diffraction System with a 3He Spin Filter on a Powder Diffractometer in JRR-3
Author(s)
K. Ohoyama, K. Tsutsumi, T. Ino, H. Hiraka, Y. Yamaguchi, H. Kira, T. Oku, Y. Sakaguchi, Y. Arimoto, W. Zhang, H. Kimura, K. Iwasa, M. Takeda, J. Suzuki, K. Yamada, K. Kakurai
Organizer
PNCMI'2012 (9th International workshop on Polarised Neutrons in Condensed Matter Investigations)
Place of Presentation
Jean Monnet center, Paris, France
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[Presentation] Detection of orbital wave in YVO3 using inelastic neutron scattering
Author(s)
D. Kawana, Y. Murakami, T. Yokoo, S. Itoh, A. T. Savici, G. E. Granroth, K. Ikeuchi, H. Nakao, K. Iwasa, R. Fukuta, S.Miyasaka, S. Tajima, S. Ishihara, Y. Tokura
Organizer
The 19th International Conference on Magnetism
Place of Presentation
BEXCO, Busan, Korea
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[Presentation] Neutron scattering study on f-electron states of PrCu4Au
Author(s)
H. Kobayashi, K. Iwasa, K. Saito, K. Tomiyasu, D. Kawana, S. Zhang, Y. Isikawa, J.-M. Mignot, G. Andre, A. I. Kolesnikov, A. T. Savici, G. E. Granroth
Organizer
The 19th International Conference on Magnetism
Place of Presentation
BEXCO, Busan, Korea
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[Presentation] Newly Proposed Inelastic Neutron Spectrometer POLANO
Author(s)
T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, J. Suzuki, K. Iwasa, T. J. Sato, H. Kira, Y. Sakaguchi, T. Ino, T. Oku, K. Tomiyasu, M. Matsuura他9名
Organizer
QENS2012/WINS2012, Nikko Joint Conference between 10th International Conference on Quasielastic Neutron Scattering and 5th Workshop on Inelastic Neutron Spectrometers
Place of Presentation
Nikko Sogo Kaikan, Tochigi, Japan
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[Presentation] Basic Concepts of Polarisation Analysis of Neutron Chopper Spectrometer, POLANO, at J-PARC
Author(s)
K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, J. Suzuki, K. Iwasa, T. J. Sato, H. Kira, Y. Sakaguchi, T. Ino, T. Oku, K. Tomiyasu, M. Matsuura, H. Hiraka他13名
Organizer
QENS2012/WINS2012, Nikko Joint Conference between 10th International Conference on Quasielastic Neutron Scattering and 5th Workshop on Inelastic Neutron Spectrometers
Place of Presentation
Nikko Sogo Kaikan, Tochigi, Japan
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[Presentation] Progress in High Resolution Chopper Spectrometer (HRC)
Author(s)
S. Itoh, T. Yokoo, D. Kawana, S. Satoh, H. Yoshizawa, T. Masuda and T. J. Sato
Organizer
QENS2012/WINS2012, Nikko Joint Conference between 10th International Conference on Quasielastic Neutron Scattering and 5th Workshop on Inelastic Neutron Spectrometers
Place of Presentation
Nikko Sogo Kaikan, Tochigi, Japan
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[Presentation] 鉄系スピンラダー物質の磁性 (Magnetism of iron-based spin-ladder compounds)
Author(s)
南部雄亮, 羽合孝文, 大串研也, F. Du, 上床美也, M. Avdeev, J. Ma, S. Chi, 吉澤英樹, 上田寛, 佐藤卓
Organizer
第12回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
Place of Presentation
東北大学多元物質科学研究所
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