Magnetic properties of alpha-Mn under high pressure, Anomalous Hall effect and quantum critical phenomena

高压下α-Mn的磁性能、反常霍尔效应和量子临界现象

• 批准号: 21H01042
• 负责人: 小林 達生
• 金额: $ 8.82万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01042/
• 关键词: Mn; 反強磁性秩序; 高圧力; 弱強磁性; 異常ホール効果; マンガン; 磁気秩序; 高圧; 相図; 磁気ゆらぎ; 量子臨界現象; 磁気秩序状態

本研究の目的は「αMnの圧力－温度相図の解明」である。2022年度は純良単結晶を用いたゼロ磁場NMRで，常圧の反強磁性（AFM）相におけるNMR信号の全貌（3-200 MHz）が明らかになった。αMnは結晶学的に4つのサイトI-IVから成るが，AFM相ではそれぞれ磁気的に1（I），2（II），4（III），4（IV）に分裂することが明らかになり，1970年代に行われた中性子散乱実験で提案されているスピン構造では説明できない。この論文はJ. Phys. Soc. Jpn. より出版され，Editors' Choiceに選ばれた。（島根大学との共同研究）この試料を用いて中性子散乱実験を行ったが，NMRで示されたサイトIIが1：1でないスピン構造モデルが不明であり，スピン構造の決定には至っていない。（原子力機構との共同研究）AFM相でのスピン構造はαMnの特徴的な結晶構造に起因していると考えられ，本研究で発見された最重要課題である。高圧下で誘起される弱い強磁性（WFM）相での中性子散乱実験は終了している。AFM状態と異なり，磁気秩序により単位胞は変化しないことが明らかになった。近接スピン間は反強磁性的と考えられ，4つのサイトから成るフェリ磁性と結論された。（論文作成中）この結果から，本研究の重要課題であるWFM相における異常ホール効果の機構を議論することはできない。相補的に，高圧下NMR測定により，4つのサイトそれぞれについて，共鳴周波数の圧力依存性から磁気モーメントの大きさが明らかになりつつある。（千葉大との共同研究）これらの実験結果から，圧力－温度相図の理解につなげるとともに，４つのサイトにおけるMnの超微細相互作用を明らかにすることが期待される。

The purpose of this study is to "explain the pressure-temperature phase of αMn". In 2022, the full picture of the NMR signal of the Junliang single crystal using a magnetic field NMR and a constant pressure antiferromagnetic (AFM) phase (3-200 MHz) was obtained. The crystallographic properties of αMn are 4つのサイトI-IVから成るが, the AFM phase is magnetic に1(I), 2(II), 4(III), 4 (IV) に成することが明らかになり, 1970s に行われたneutral child scattered 実験で proposal されているスピン structure では explanation できない. J. Phys. Soc. Jpn. Published by J. Phys. Soc. Jpn. Editors' Choice. (Joint research with Shimane University)イトIIが1: 1でないスピンstructural モデルがUnknown であり, スピンstructural のdetermined には to っていない. (Jointly researched by the Atomic Energy Agency) The origin of the crystal structure of the AFM phase でのスピン structure はαMnの特徴 is the most important issue in this study. Under high pressure, the weak and strong magnetic (WFM) phase is induced, and the neutral particles are scattered and ended. The AFM state is different, the magnetic order is different, and the magnetic order is different. The とえられ which is close to the スピンは antiferromagnetic, 4つのサイトから成るフェリMagnetic and the conclusion された. (The paper is under preparation) The result of this study is an important issue in this study. The WFM phase is an abnormality and the effect of the mechanism is discussed. Complementary に, high pressure NMR measurement により, 4つのサイトそれぞれについて, resonance The dependence of the cycle number on the pressure is the magnetic field. (Co-researched by Dai Chiba) The result of the research, the understanding of the pressure-temperature phase relationship, the understanding of the pressure-temperature phase relationshipもに, ４つのサイトにおけるMnのULTRA-FINE INTERACTION を明らかにすることがLooking forward to される.

项目成果

Superconductivity in a Magnetic Rashba Semimetal EuAuBi

• DOI: 10.7566/jpsj.92.013701
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Hidefumi Takahashi;K. Akiba;Masayuki Takahashi;A. H. Mayo;M. Ochi;Tatsuo C. Kobayashi;S. Ishiwata

Site Split of Antiferromagnetic α-Mn Revealed by ⁵⁵Mn Nuclear Magnetic Resonance

⁵⁵Mn核磁共振揭示反铁磁α-Mn位点分裂

• DOI: 10.7566/jpsj.91.113701
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Manago Masahiro;Motoyama Gaku;Nishigori Shijo;Fujiwara Kenji;Kinjo Katsuki;Kitagawa Shunsaku;Ishida Kenji;Akiba Kazuto;Araki Shingo;Kobayashi Tatsuo C.;Harima Hisatomo
• 通讯作者: Harima Hisatomo

α-Mnの圧力誘起磁気秩序相の磁気構造

压力诱导的α-Mn磁有序相的磁结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 荒木新吾;岩本凱成;秋葉和人;小林達生;宗像孝司;長壁豊隆;金子耕士
• 通讯作者: 金子耕士

α-Mnの高圧物性

α-Mn的高压特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 荒木新吾;小林達生;西森弘顕;秋葉和人;岩本凱成;宗像孝司;長壁豊隆;金子耕士
• 通讯作者: 金子耕士

α-Mnの常圧反強磁性相の磁気構造

α-Mn大气反铁磁相的磁结构

• 发表时间: 2023
• 作者: N. Terada;N. Qureshi;A. Stunault;M. Enderle;B. Ouladdiaf;C. Colin;D.D. Khalyavin;P. Manuel;F. Orlandi;S. Miyahara;D. Prabhakaran;T. Osakabe;荒木新吾,多田龍輝,秋葉和人,小林達生,田端千紘,金子耕士,長壁豊隆
• 通讯作者: 荒木新吾,多田龍輝,秋葉和人,小林達生,田端千紘,金子耕士,長壁豊隆