Pioneering of neutron spin polarization material science

中子自旋极化材料科学的先驱

• 批准号: 21H04987
• 负责人: 藤田 全基
• 金额: $ 121.31万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04987/
• 关键词: 偏極中性子散乱; 高温超伝導; スピントロニクス; スピンダイナミクス

2022年度は、3He用ガラスセルを内包したコンパクトなSEOPシステムを作成し、性能評価と高度化を進めた。透過率測定の結果、セル透過後の中性子の偏極度は、波長>2.5Åでほぼ100％であることが分かり、3Heの偏極度80%を達成した。これはSEOP法による3He偏極度として非常に高い値であり、中性子非弾性偏極実験に利用できる高性能なSEOPシステムが開発できたことを意味する。実際に、本研究で開発したSEOPシステムをMLFの複数の中性子ビームラインに導入して、偏極中性子の利用試験を行う事もできた。また、磁石の線材に高温超伝導体を採用し、軟鉄からなるヨークを組み合わせることで、コンパクト超伝導磁石の開発と3Heフィルター位置での漏洩磁場を5G以下に抑えることに成功した。本研究課題の難関と考えられたSEOPシステムと両立する超伝導磁石の導入を予定通り完遂することができた。同時に多重外場環境の実現に向けて、圧力デバイスの開発や低温測定環境の構築も進めた。さらに、複合励起に関する予備的測定と外場印加のテスト実験を、研究対象の物質について行った。具体的内容は、(i) 非偏極中性子でLa2-x(Sr, Ba)xCuO4のスピン・電荷秩序に対する圧力効果の調査、(ii) Tb3Fe5O12について、偏極中性子による30 meV以下のエネルギー領域のマグノン極性の調査、(ii) 非偏極中性子で低エネルギーマグノンに対する磁場効果の調査、(iii) 非偏極高エネルギー中性子でTb3Fe5O12のマグノン分散の全貌とその温度依存性の測定などである。非常に多くのデータを取得するとともに、インパクトのある学術的成果を得て論文にまとめた。また、「共鳴スピン分解法」を実施する上での経験値を高めることができ、本研究の専任教員や関係大学院生の教育に資する重要な機会を提供することもできた。

在2022财年，我们创建了一个紧凑型SEOP系统，其中包含3HE的玻璃细胞，以评估性能并提高质量。透射率测量表明，在波长>2.5Å处，细胞传播后中子的极化约为100％，达到80％的极化。使用SEOP方法，这是3HE极化水平的非常高的值，这意味着已经开发了可用于中子非弹性极化实验的高性能SEOP系统。实际上，这项研究中开发的SEOP系统还引入了MLF中的多个中子束线，以测试使用偏振中子。此外，通过将高温超导体用作磁铁线并结合了由软铁制成的轭，我们成功地开发了紧凑的超导磁铁，并将3HE滤清器位置的泄漏磁场降低到低于5G。我们能够完成与SEOP系统兼容的超导磁体的引入，该系统被认为是该研究主题的挑战。同时，为了实现多个外部现场环境，该公司还开发了压力设备并构建了低温测量环境。此外，对材料对研究进行了综合激发的初步测量和外部现场应用测试。 Specific details include (i) an investigation of the pressure effect on the spin and charge order of La2-x(Sr, Ba)xCuO4 in nonpolarized neutrons, (ii) an investigation of the magnon polarity in the energy range of less than 30 meV for Tb3Fe5O12, an investigation of the magnetic field effect on low energy magnons with nonpolarized neutrons, and (iii) an investigation of the overall picture of the magnon dispersion在非极化高能中子中的TB3Fe5O12及其温度依赖性的测量。获取了大量数据，并汇编了有影响力的学术成果。它还提高了实施“共振旋转分解方法”的经验，这为本研究中的全职教师和相关研究生提供了重要的机会。

项目成果

鉄マンガン基恒弾性合金におけるフォノンの非線形異常とメゾスコピック構造の関係

铁锰基恒弹性合金声子非线性异常与细观结构的关系

• 发表时间: 2021
• 作者: 上山幸子;山本孟;池田陽一;山田幾也;中村崇司;木村宏;Yuma Noritomo;池田陽一，大河原学，谷口貴紀，南部雄亮，岩佐和晃，藤田全;西田成佑;Yuma Noritomo;梅本 好日古，池田 陽一，大石 一城，河村 幸彦，廣井 孝介，藤田 全基
• 通讯作者: 梅本 好日古，池田 陽一，大石 一城，河村 幸彦，廣井 孝介，藤田 全基

X線吸収微細構造と輸送特性から見る電子ドープ型銅酸化物Pr2 CuO4単結晶における還元効果

从X射线吸收精细结构和输运性质看电子掺杂氧化铜Pr2 CuO4单晶的还原效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡田陸玖;宇田川崇;高垣依里;川端公貴;桑原英樹;高濱元史;谷口貴紀;浅野駿;石井賢司;松村大樹;辻卓也;藤田全基;足立匡
• 通讯作者: 足立匡

東北大学中性子散乱装置群を活用した物性・材料研究

使用东北大学中子散射设备组进行物理性能和材料研究

• 发表时间: 2021
• 作者: S. Asano;T. Taniguchi;M. Takahama;A. Koda;M. Fujita;藤田全基
• 通讯作者: 藤田全基

複合核を用いた時間反転対称性の破れの探索とそれに向けた複合核反応の基礎研究

复合核时间反演对称性破缺探索及其复合核反应基础研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 奥平琢也;伊東佑起;井出郁央;遠藤駿典;奥隆之;奥泉舞桜;後藤優;亀田健斗;北口雅暁;木村敦;酒井健二;嶋達志;清水裕彦;南部太郎;西村岳太郎;藤家拓大;藤岡宏之;吉岡瑞樹;吉川大幹
• 通讯作者: 吉川大幹

中性子偏極のための3Heスピンフィルター偏極装置の開発

开发用于中子极化的 3He 自旋滤光片偏振器

• 发表时间: 2023
• 作者: 後藤優;奥隆之;奥平琢也;高田秀佐;高橋慎吾;小林龍珠;猪野隆
• 通讯作者: 猪野隆