Investigation on quasiparticles in quantum materials by next-generation neutron spectrometer

利用下一代中子能谱仪研究量子材料中的准粒子

• 批准号: 21H04441
• 负责人: 益田 隆嗣
• 金额: $ 26.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04441/
• 关键词: 中性子散乱; 準粒子; 中性子分光器

物性物理学の大きな目標の一つは、物質のありのままの姿を原子レベルのミクロな眼で見ることである。静的な構造については、電子顕微鏡やコヒーレントX線回折の進歩により、ナノスケールの実空間観測が現実のものとなってきた一方で、動的な構造についてはまだ課題が多い。そこで本研究課題では、先進的な中性子分光器を製作し、量子物質の準粒子構造を広い波数空間において探査することにより、物質の動的構造の実空間観測に近づくことを目的としている。昨年度の計画は、研究用原子炉JRR-3のC1-1ビーム孔に設置されたInverse Rowland Image Spectrometer (IRIS)型分光器HODACAのコミッショニングを行い、性能確認を行うことであった。これにあたり、まず測定制御ソフトの開発を行った。従来型分光器ソフトを拡張することにより、円滑な測定を可能とするソフトが完成した。次に標準試料を用いた性能試験を行い、完成したHODACA分光器がおおむね設計どおりの性能を示すことを確認した。さらにフラストレート磁性体CsFeCl3の磁気励起のテスト測定を行ったところ、先行研究を再現するデータが測定された。これにより、当該分光器が期待通り非常に高い測定効率を持つことが確認された。解析ソフトは、CsFeCl3のテスト測定と並行して暫定版が開発された。世界で最初のIRIS型分光器HODACAが建設されほぼ予定通りの性能を発揮したことは高く評価されるべきであり、今後、HODACAを用いて多くの物質の測定が行われ、磁性・強相関電子系分野の進歩に貢献することが期待される。

Physical physics is a big problem, matter is a big problem, atom is a big problem. The static structure, electron microscope and X-ray reflection progress, the real space measurement and the realization of the problem are many. This research topic is about the fabrication of an advanced neutron beam splitter, the investigation of the quasi-particle structure of quantum matter, and the measurement of the quasi-particle structure of matter. Last year's plan was to set up the C1-1 aperture of the research atomic furnace JRR-3 and to confirm the performance of the Inverse Rowland Image Spectrometer (IRIS) HODACA. This is the first time that the development of the system has been carried out. A new type of spectroscope is available for measurement. The second standard sample is used in the performance test, and the HODACA spectrometer is designed and tested. The measurement of magnetic excitation of CsFeCl3 was carried out in advance. When the spectrometer is expected to pass, the measurement efficiency is very high. Analysis of CsFeCl3 and the development of a provisional version HODACA, the world's first IRIS spectrometer, has been built to provide a high performance evaluation of its performance. In the future, HODACA will be used to determine a variety of substances, and to contribute to the progress of magnetic and strongly correlated electron system separation.

项目成果

ブルックヘブン国立研究所/オークリッジ国立研究所(米国)

布鲁克海文国家实验室/橡树岭国家实验室（美国）

三角格子反強磁性体RbFeCl3における磁場中混成マグノンの観測

磁场中三角晶格反铁磁体 RbFeCl3 中杂化磁振子的观测

• 发表时间: 2021
• 作者: 長谷川舜介;浅井晋一郎;松本正茂;Tao Hong;Barry Winn;益田隆嗣
• 通讯作者: 益田隆嗣

Nontrivial temperature dependence of magnetic anisotropy in multiferroics Ba2MnGe2O7

多铁材料 Ba2MnGe2O7 中磁各向异性的非平凡温度依赖性

• 发表时间: 2021
• 作者: Akazawa Masatoshi;Shimozawa Masaaki;Kittaka Shunichiro;Sakakibara Toshiro;Okuma Ryutaro;Hiroi Zenji;Lee Hyun-Yong;Kawashima Naoki;Han Jung Hoon;Yamashita Minoru;Takatsugu Masuda
• 通讯作者: Takatsugu Masuda

スピンダイマー形成化合物Ce5Si3の中性子実験による磁気励起の研究

利用中子实验研究自旋二聚体形成化合物Ce5Si3的磁激发

• 发表时间: 2022
• 作者: 植田大地，岩田由規，小林理気，桑原慶太郎，益田隆嗣，伊藤晋一

益田研究室

增田研究所