Elucidation of composite excitations by three-dimensional neutron spin polarization analysis using J-PARC

使用 J-PARC 通过三维中子自旋极化分析阐明复合激发

基本信息

批准号：
21H04448
负责人：
藤田全基
金额：
$ 26.87万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，スピン交換光ポンピング（SEOP）法を活用した中性子偏極デバイスを高エネルギー分光器に実装し，多重外場環境(温度・磁場・圧力・電場)と共存させることで物質内の動的スピン情報を詳細に取得する手法の実現を目指している。偏極中性子散乱法は，次世代の中性子科学を切り開く戦略要素として，世界中の中性子施設が高度化に注力している。そのため、本研究で行う中性子ビームのスピン偏極と測定対象である物質内電子のスピン偏極を個別制御する手法は、中性子科学での高い競争力となり得る。今年度は研究がスタートしたところであるが、これまでの実績からコンパクト化したSEOPシステムをJ-PARC物質・生命科学実験施設の分光器に実装することができた。ただし、高偏極率の実現と偏極率保持には改善の余地があることがわかり、その必要要素の検討を進めた。関連して研究用原子炉JRR-3でも測定環境を構築するために整備を行った。一方、測定対象のひとつである銅酸化物高温超伝導体については、粉末試料、および、単結晶の作成を進めた。特に新しい対象として選定したT*構造物質の電子状態の解明のため、作成が困難であった希薄ホールドープ領域の試料合成に取り組み、フッ素置換することで目的とする試料を得ることができた。また、中性子散乱実験に先立ち、放射光X線散乱実験とミュオンスピン回転/緩和実験を行った結果、高圧酸素アニールを施すことでホール濃度が微量な領域でも超伝導が発現していることがわかり、超伝導と磁気秩序が競合することがわかった。これまでに多数の報告があるLa2-xSrxCuO4の磁気励起の素性解明には偏極中性子の利用が重要であるが、T*構造物質が非常に良い比較対象となり得ることが確認できた。今後、両系に対する多重外場環境下での偏極中性子散乱実験を行うことで、磁気相関の詳細と超伝導との関係が解明できると期待できる。

在这项研究中，我们旨在实现一种使用自旋交换光学泵（SEOP）在高能光谱仪中实现中子极化设备的方法，并与多个外部田间环境（温度，磁场，压力和电场）共存，以详细获取材料中的动态旋转信息。两极分化的中子散射是一个战略元素，可以打开下一代中子科学，全世界的中子设施都集中在改善其方法上。因此，本研究中使用的方法可以单独控制中子束的自旋极化和物质中电子的自旋极化，这是测量的目标，在中子科学中可能具有很高的竞争力。研究刚刚开始，但是基于过去的成就，已使SEOP系统紧凑，已在J-PARC材料和生命科学实验设施的光谱仪中实施。但是，发现实现高极化和维持极化的空间有改善的空间，我们开始考虑必要的因素。此外，JRR-3研究反应器还进行了维护以创建测量环境。另一方面，对于氧化铜高温超导体（其中一种测量），我们继续准备粉末样品和单晶。特别是，为了阐明被选为新目标的T*结构化材料的电子状态，我们能够在稀孔掺杂区域中合成样品，这些样品很难创建，并且通过更换氟，我们能够获得所需的样品。此外，在进行中子散射实验之前，我们进行了同步X射线散射实验和MUON自旋旋转/弛豫实验，发现即使在孔浓度很小的区域也可以通过施加高压力氧气消失，并竞争了超压力和磁性顺序。尽管使用极化中子对于阐明LA2-XSRXCUO4的磁激发的性质很重要（在许多情况下已经报道，但已证实T*结构材料可以是一个很好的比较目标。希望通过在两个系统的多个外部场环境中进行极化的中子散射实验，可以阐明磁相关性和超导性之间的关系。

项目成果

期刊论文数量（40）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magnetic structure of the new Dresselhaus magnet Sr2MnGe2S6O

新型 Dresselhaus 磁铁 Sr2MnGe2S6O 的磁结构

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Xiaoqi Pang;Masahiro Kawamata;Masaki Fujita;Yusuke Nambu
通讯作者：
Yusuke Nambu

Distinct variation of electronic states due to annealing in T′-type La1.8Eu0.2CuO4 and Nd2CuO4

T′型 La1.8Eu0.2CuO4 和 Nd2CuO4 中退火导致电子态的明显变化

DOI：
10.1103/physrevb.104.214504
发表时间：
2021
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Asano Shun;Ishii Kenji;Matsumura Daiju;Tsuji Takuya;Kudo Kota;Taniguchi Takanori;Saito Shin;Sunohara Toshiki;Kawamata Takayuki;Koike Yoji;Fujita Masaki
通讯作者：
Fujita Masaki

重い電子系金属YbCu4Niの極低温磁性と磁気冷凍性能の評価

重电子金属YbCu4Ni低温磁性及磁制冷性能评价