2014 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 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, 原子分子材料科学高等研究機構, 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) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | 強相関電子系 / 粒子線 / 物性実験 / 磁性 |
Outline of Annual Research Achievements |
J-PARCでの高線束中性子ビームの散乱実験により、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めざし、本年度は以下を実施した。 本研究で開発している3Heフィルタ一法(SEOP) 中性子スピン偏極装置に必要な中性子遮蔽体であるB4C焼結体を導入した。また有限要素法磁場解析ソフトFEMTETを導入し、スピン偏極の保持に重要な磁場の均質性と連続性のシミュレーションを行い、最大直径10cmの偏極子を実現できる磁気デバイスモデルを見出した。並行して、偏極装置を導入予定の偏極中性子散乱装置(J-PARCビームラインBL23)の建設を進めた。さらに高分解能チョッパー分光器(J-PARC BL12)での中性子ブリルアン散乱実験を進め、SrRuO3の強磁性相におけるスピン波分散関係の詳細を明らかにした。本物質の異常ホール伝導度との対応関係や理論的に予測された強・弱相関極限の中間的な電子状態を示唆する結果となった。この研究に際し、実験データの解析用ソフトウェア等を整備した。 多極子秩序型の金属-非金属転移を示すPrRu4P12への磁性Ndイオン置換効果を調べ、非磁性の非金属秩序相であるにも関わらず、磁性不純物に対して秩序は強固であることを見出した。また構造相転移を伴うバンドギャップ形成と重い電子状態の逐次的電子物性が指摘されているCe3T4Sn13 (T=Co, Rh)の構造解析を進めた。鉄系超伝導体関連物質であるBaFe2Se3単結晶の中性子非弾性散乱を米国SNS/HYSPECにて行い、絶縁体系である本系においても他の鉄系超伝導体と共通の磁気励起を発見した。またメカニカルアロイ法を用いた122系鉄系超伝導体のより安全かつ効率的な試料作成法を開発した。関連研究として籠目格子系や種々の合金系の中性子散乱実験を J-PARC/BL14, BL12, BL21等で実施した。 以上に関して論文発表と学会発表を行った。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題採択時において主要な実験装置とした日本原子力研究開発機構の研究用原子炉施設が、本年度も稼動停止のままであった。また、平成27年1月16日に発生したJ-PARCの施設停止により実験課題が未実施となった。これらの事象により国内中性子散乱研究は遅れ気味であるが、J-PARCは幸い2月22日に再稼動し、さらに本研究課題と並行しているJ-PARCでの偏極中性子装置の建設が進捗した。
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Strategy for Future Research Activity |
日本原子力研究開発機構のJRR-3研究炉施設での中性子散乱研究が困難な状況が続いているが、J-PARC中性子施設が長期停止することなく再稼働しているので、未実施となってしまった実験が平成27年4月に実施する。また平成27年度中にJ-PARCで建設中の偏極中性子装置がビーム利用開始を迎えるので、新しい研究手法としての展開が期待できる。並行して、海外の中性子散乱施設を利用する実験課題の応募も行い、一部は採択を得たので、鉄系超伝導体、四極子秩序物質PrIr2Zn20、昨年度より着手したCe3T4Sn13 (T = Co, Rh)などにおける強相関電子系の物性研究を進められる環境を整えている。
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Research Products
(68 results)
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[Journal Article] Polarized neutron spectrometer for inelastic experiments at J-PARC - Status of POLANO Project2015
Author(s)
Tetsuya Yokoo, Kenji Ohoyama, Shinichi Itoh, Kazuaki Iwasa, Naokatsu Kaneko, Junichi Suzuki, Manabu Ohkawara, Kazuya Aizawa, Seiji Tasaki, Takashi Ino, Kaoru Taketani, Shigeru Ishimoto, Masayasu Takeda, Takayuki Oku, Hiroshi Kira, Kouichi Hayashi, Hiroyuki Kimura, and Taku J. Sato
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Journal Title
EPJ Web of Conferences
Volume: 83
Pages: 03018-1-5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Neutron Brillouin Scattering Experiments with Pulsed Neutrons on High Resolution Chopper Spectrometer HRC2014
Author(s)
S. Itoh, T. Yokoo, D. Kawana, Y. Kaneko, Y. Tokura, M. Fujita, K. Yoshida, K. Saito, N. Inami, Y. Takeichi, K. Ono, Y. Endoh
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Journal Title
J. Phys.: Conf. Series
Volume: 502
Pages: 012043-1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Concepts of Neutron Polarisation Analysis Devices for a New Neutron Chopper Spectrometer, POLANO, in J-PARC2014
Author(s)
K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, T. Ino, M. Ohkawara, T. Oku, S. Tasaki, K. Iwasa, T. J. Sato, S. Ishimoto, K. Taketani, H. Kira, Y. Sakaguch, M. Nanbu, H. Hiraka, H. M. Shimizu, M. Takeda, M. Hino, K. Hayashi, M. Kenzelmann, U. Fliges, P. Hautle
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Journal Title
J. Phys.: Conf. Series
Volume: 502
Pages: 012051-1-4
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Effects of Co Substitution on the Magnetic Excitation in Heavy Fermion Compound PrFe4P122014
Author(s)
Lijie Hao, Kazuaki Iwasa, Hiroki Kobayashi, Kenji Nakajima, Seiko Ohira-Kawamura, Tatsuya Kikuchi, Dongfeng Chen, Yuntao Liu, Zhongxiao Liu, Shiliang Li, Ding Hu
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Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 3
Pages: 011088-1-6
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Neutron scattering study on f-electron states in PrCu4Au2014
Author(s)
Kazuaki Iwasa, Hiroki Kobayashi, Kotaro Saito, Keisuke Tomiyasu, Shuai Zhang, Yosikazu Isikawa, Jean-Michel Mignot, Gilles Andre, Daichi Kawana, Alexander I. Kolesnikov, Andrei T. Savici, Garrett E. Granroth
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Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 3
Pages: 011075-1-6
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Te+6置換による電子ドープLaCoO3系におけるスピン状態ブロッケード2015
Author(s)
富安啓輔, 小山俊一, 綿引正倫, 佐藤美嘉, 西原和貴, 小野寺貢, 岩佐和晃, 野島勉, 山崎裕一, 中尾裕則, 村上洋一
Organizer
日本物理学会第70回年会
Place of Presentation
早稲田大学早稲田キャンパス(東京)
Year and Date
2015-03-21 – 2015-03-24
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[Presentation] Spin-state blockade in Te6+-substituted electron-doped LaCoO32015
Author(s)
Keisuke Tomiyasu, Shun-Ichi Koyama, Masanori Watahiki, Mika Sato, Kazuki Nishihara, Mitsugi Onodera, Kazuaki Iwasa, Tsutomu Nojima, Yuuichi Yamasaki, Hironori Nakao, Youichi Murakami
Organizer
APS March Meeting 2015
Place of Presentation
Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA
Year and Date
2015-03-02 – 2015-03-06
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[Presentation] Software Development at HRC2015
Author(s)
D. Kawana, T. Asami, R. Sugiura, H. Yoshizawa, T. Masuda, T. Yokoo, and S. Itoh
Organizer
The 14th Korea-Japan Meeting on Neutron Science
Place of Presentation
Ibaraki Quantum Beam Research Center, Tokai
Year and Date
2015-01-07 – 2015-01-09
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[Presentation] PrRu4P12の金属-非金属転移に対する元素置換効果の中性子・X線散乱による研究2014
Author(s)
岩佐和晃, 斉藤耕太郎, 佐藤貴宏, 米本在, Lijie Hao, Claire Laulhe, J.-M. Mignot, 中尾裕則, 村上洋一, 伊藤晋一, 横尾哲也, 川名大地
Organizer
東京大学物性研究所短期研究会「スクッテルダイト化合物及び関連物質を舞台とした強相関電子系物理の新展開」
Place of Presentation
東京大学物性研究所(柏キャンパス)(千葉県柏市)
Year and Date
2014-10-10 – 2014-10-12
Invited
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[Presentation] Instrument Developments and Neutron Brillouin Scattering Experiments on HRC2014
Author(s)
S. Itoh, T. Yokoo, T. Masuda, H. Yoshizawa, M. Soda, Y. Ikeda, S. Ibuka, T. Asami, R. Sugiura, D. Kawana, T. Shinozaki, and Y. Ihata
Organizer
ICANS XXI: International Collaboration on Advanced Neutron Sources
Place of Presentation
Ibaraki Prefectural Culture Center, Mito, Japan
Year and Date
2014-09-29 – 2014-10-03
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[Presentation] Progress on POLANO Spectrometer for Polarized Neutron Experiment2014
Author(s)
T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Ohkawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura, T. J. Sato
Organizer
ICANS XXI: International Collaboration on Advanced Neutron Sources
Place of Presentation
Ibaraki Prefectural Culture Center, Mito, Japan
Year and Date
2014-09-29 – 2014-10-03
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[Presentation] リエントラント金属-非金属転移を示すPrRu4P12元素置換系の量子ビーム散乱研究2014
Author(s)
岩佐和晃, 斉藤耕太郎, 佐藤貴宏, Lijie Hao, Claire Laulhe, J.-M. Mignot, 中尾裕則, 村上洋一, 伊藤晋一, 横尾哲也, 川名大地
Organizer
首都大学東京研究環「特異な結晶構造に創出する新奇量子相の解明」第2回研究会
Place of Presentation
首都大学東京南大沢キャンパス(東京)
Year and Date
2014-09-26 – 2014-09-26
Invited
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[Presentation] Recent Progress on New Polarized Neutron Spectrometer POLANO2014
Author(s)
T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Okawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
Organizer
Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations 2014 (PNCMI 2014)
Place of Presentation
The University of Sydney, Sydney, Australia
Year and Date
2014-09-15 – 2014-09-19
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[Presentation] Polarized 3He Neutron Spin Filter for Polarized Neutron Spectrometer POLANO at MLF in J-PARC2014
Author(s)
T. Ino, K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, M. Ohkawara, H. Kira, H. Hayashida, K. Sakai, K. Hiroi, T. Oku, K. Kakurai, and L. J. Chang
Organizer
Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations 2014 (PNCMI 2014)
Place of Presentation
The University of Sydney, Sydney, Australia
Year and Date
2014-09-15 – 2014-09-19
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[Presentation] Polarisation Analysis Neutron Spectrometer, POLANO, at J-PARC2014
Author(s)
K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, K. Iwasa, M. Ohkawara, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Nanbu, H. Hayashida, T. Ino, T. Oku, H. Kira, S. Tasaki, M. Takeda, K. Hayashi, H. Kimurai and T. J. Sato
Organizer
Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations 2014 (PNCMI 2014)
Place of Presentation
The University of Sydney, Sydney, Australia
Year and Date
2014-09-15 – 2014-09-19
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[Presentation] CePd2P2の強磁性秩序2014
Author(s)
池田陽一, 吉沢英樹, 横尾哲也, 伊藤晋一
Organizer
日本物理学会2014年秋季大会
Place of Presentation
中部大学 春日井キャンパス(春日井)
Year and Date
2014-09-07 – 2014-09-10
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[Presentation] Science from the initial operation of HRC2014
Author(s)
S. Itoh, T. Yokoo, T. Masuda, H. Yoshizawa, M. Soda, Y. Ikeda, D. Kawana, T. J. Sato, Y. Nambu, K. Kuwahara, S. Yano, J. Akimitsu, Y. Kaneko, Y. Tokura, M. Fujita, M. Hase, K. Iwasa, H. Hiraka, T. Fukuda, K. Ikeuchi, K. Yoshida, T. Yamaguchi, K. Ono, Y. Endoh
Organizer
The 2nd International Symposium on Science at J-PARC (J-PARC 2014)
Place of Presentation
Tsukuba International Congress Center (EPOCHAL TSUKUBA), Tsukuba, Japan
Year and Date
2014-07-12 – 2014-07-15
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[Presentation] Polarised Neutron Spectrometer POLANO in J-PARC2014
Author(s)
K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, K. Iwasa, M. Ohkawara, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Nanbu, H. Hayashida, T. Ino, T. Oku, H. Kira, S. Tasaki
Organizer
The 2nd International Symposium on Science at J-PARC (J-PARC 2014)
Place of Presentation
Tsukuba International Congress Center (EPOCHAL TSUKUBA), Tsukuba, Japan
Year and Date
2014-07-12 – 2014-07-15
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[Presentation] Polarized neutron spectrometer for inelastic scattering experiments at J-PARC ~ Status of POLANO project ~2014
Author(s)
T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Ohkawara, K. Aizawa, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, M. Takeda, T. Oku, H. Kira, S. Satoh, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
Organizer
International Conference on Quasielastic Neutron Scattering and Workshop on Inelastic Neutron Spectrometers (QENS2014/WINS2014)
Place of Presentation
L'Escandille, Autrans, France
Year and Date
2014-05-11 – 2014-05-16
Invited
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