Development and applications of multiple wavelength neutron holography toward atomic imaging of light elements and magnetic structures

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磁気中性子散乱ホログラフィーの実験については、引き続き、Fe0.08Co0.92単結晶を用いて研究を進めた。これまでの実験でアップ及びダウンの入射偏極中性子線によるホログラム測定で差を観測できなかったため、2021年度の研究では、より基本的な部分について検証を行った。本来は、中性子の偏極子として用いられる単結晶であるために、スピンの方位に対する大きな応答が期待されるが、本実験においては、結晶内の脱分極を避けるために磁化を飽和させる必要がある。そこで我々はシミュレーションを行って設計した約0.4 Tの磁場を印加できるデバイスについて、Type AとType Bの二種類作製した。これらデバイスの効果を確かめるために、位置敏感検出器を用いて、Fe0.08Co0.92からの200反射の測定を行った。Type Aを用いた実験では、200反射強度の偏光依存性は見られず、試料の磁化が完全に解消されていることが示され、恐らく、印加される磁場の大きさが不十分なことが確認された。一方、Type Bの実験では200反射強度に40%程度の偏極依存性が見られた。これにより、反転比(flipping ratio)1.7が得られ、試料の分極率が28%であることが分かった。なお、本試料については、蛍光Ｘ線ホログラフィーの実験も実施され、データ整理もある程度完了している。Fe及びCoのホログラムを100K及び300Kで測定したが、基本的に、Fe周辺の原子像から格子歪みは観測されず、冷却することによって原子の熱振動が抑えられることが分かった。また、Co周辺の原子像からは格子歪みが想定され、その格子歪みの傾向が冷却により更に鮮明になった。従って、試料全体として格子が歪んでいることが考えられる。但し、このような構造状況は磁気散乱中性子ホログラフィーに影響を与えるほどでは無い。本結果は、今後、論文として纏めていく。