偏極中性子散乱を主軸とした従来型スピントロニクスの微視的理解と次世代型機構の確立

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偏極中性子散乱に係る中性子偏極率の補正について解析的な数式を導出し、Y3Fe5O12を用いて測定したデータに適用することで、完全な補正を実現した。この成果はJ. Phys. Conf. Ser.に出版される。また、4f電子を持つTb3Fe5O12について、偏極中性子非弾性散乱実験をオーストラリアANSTOにて行い、マグノン極性を調べた。その結果、各マグノンモードにおいてマグノン極性が反対方向を向くこと、磁気補償温度を境に反転することを明らかにした。スピンの高次自由度が担うトポロジカル転移について、論文を投稿した。NiGa2S4の偏極中性子散乱の結果から、面内と面直の磁気モーメント成分を分離し、異常温度を境としてその異方性が変化することを突き止めた。このような異常は磁気秩序や他の機構にも例がなく、ベクトルスピンカイラリティ渦によるKosterlitz-Thouless的凝集転移に起因することを明らかにした。類似物質のFeGa2S4では、非弾性中性子散乱実験をチョッパー分光器と後方散乱装置を用いて行い、カイラリティ渦の自由運動と相関する強度の温度変化が理論予想と整合することを突き止めた。反強磁性スピントロニクスについて、モデル物質を対象として単結晶回折実験を行った。誘起弱強磁性ドメインを揃えるため、永久磁石による磁場印加状態で測定を行い、ジャロシンスキー・守谷相互作用の定量解明を行った。さらに、偏極中性子散乱を用いたマグノン極性測定をANSTOにおいて行い、反強磁性体において初めてマグノン極性を明らかにした。バルク物性測定環境の整備として、現有の物性測定装置に新たな試料インサートを作製し、ホール効果、スピン流、誘電率・分極の測定環境を整備した。