Quantum phase and inelastic neutron scattering

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本研究は、バンド交差により発生するベリー曲率が物性に及ぼす系の中性子非弾性散乱実験を試みるものである。スピンカイラリティーが予想される金属反強磁性体FeMnでは、γ相（FCC）であるFe0.5Mn0.5（磁気相転移温度TN=465.5K、磁気モーメントμ=1.2μB）とFe0.7Mn0.3（TN=412K、μ=2μB）について、これまで、TNより低温で中性子非弾性散乱実験を広いエネルギー範囲で実施し、動的構造因子が磁気モーメントや交換相互作用でスケールできることを明らかにしたことを報告したが、さらに、新たに整備したクライオファーネスを用いてTNより高温での実験を実施したところ、低エネルギー励起は消失し、高エネルギー励起は存続することを見出した。Ce系ファンデルワールス化合物CeTe3及びCeTe2Seは、ベリー曲率の起源となる反対称性スピン軌道相互作用が発生していて、両系は異なる磁気異方性を示す。結晶場励起を中性子非弾性散乱実験で測定し、磁気異方性と反対称性スピン軌道相互作用との関係を議論して論文発表を行った。強磁性体SrRuO3及びNd2Mo2O7でベリー曲率を中性子非弾性散乱で検出できることを示してきたが、次に、反強磁性体についても同様の研究を試みるために、ベリー曲率により異常ホール効果が発現する反強磁性体Mn3Snの多結晶試料を合成し、中性子非弾性散乱実験を行い、さらに、単結晶試料の合成を試みている。これらの研究の中心的実験技術はJ-PARC MLFに設置された高分解能チョッパー分光器HRCを用いて行う中性子非弾性散乱であり、HRCの高性能化に向けた基礎研究をすすめ、国際会議で発表した。また、HRCにクライオファーネスを整備し、4-700Kの広い温度領域での中性子非弾性散乱実験を可能にし、その性能を国際会議で発表した。