超高圧下中性子回折・電気分極同時測定法の開発と強相関遷移金属酸化物への応用

超高压中子衍射和电极化同时测量方法的开发及其在强相关过渡金属氧化物中的应用

• 批准号: 19K12646
• 负责人: 長壁 豊隆
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K12646/
• 关键词: 高圧力; 中性子回折; 電気分極; マルチフェロイクス; マルチフェロイック; ミタニライト; 複合アルミ合金ガスケット; 遷移金属酸化物

本研究では、10GPa級の超高圧下で単結晶中性子回折(構造、磁性)と電気分極を同時測定するための技術の確立を目的とする。さらに、省エネルギー記録素子 等の機能性材料としての応用も期待されているMn系マルチフェロイック物質にこれを応用する。未知の圧力誘起強誘電強磁性相を創生し、電気磁気交差相関性を 精密に検証することを目指す。超高圧力の発生は、代表者が開発した中性子回折用対向ハイブリッドアンビル式高圧セル(HAC)を使用して行う。また、単結晶中性子回折実験については、JRR-3ビームホールT2-4ビームポートに設置された三軸型中性子分光器TAS-2を主に使用する。令和４年度は、本研究対象試料であるマルチフェロイック物質TbMn2O5の約0.6mm×0.6mm×厚さ0.2mmの微小単結晶試料について、5.0GPaまでの低温高圧力下中性子回折実験を実施し、明瞭な磁気反射シグナルの観測に成功した。その結果、低圧側で観測された(1/2+δx, 0,1/4+δz)の2次元格子非整合磁気秩序相(2DICM相)などが消失して格子整合磁気秩序相(ICM相)となり、それが加圧とともに(1/2,0,1/4)->(1/2,0,1/3)->(1/2,0,1/2)と変化することが明らかになった。ただし、4GPa付近まで最低温で(1/2,0,1/3+δz)の1DICM相が残るなど、単純ではない。令和5年度でにおいて、より高圧まで測定領域を広げること、および圧力変化をより詳細に測定することで、温度-圧力相図を完成させる。

The purpose of this study is to establish a technique for simultaneous determination of electron polarization and electron polarization in single crystals at high pressures of 10GPa. In addition, it is expected that the use of functional materials such as manganese recording elements will be improved. Unknown-pressure induced strongly induced ferromagnetic phase generation, electromagnetic-magnetic cross-correlation, accurate detection and prediction The development of ultra-high pressure represents the development of neutral sub-deflection in the opposite direction of high pressure (HAC). JRR-3 is a three-axis neutral beam splitter, T2-4 is a three-axis neutral beam splitter. In the fourth year of this study, the measurement of neutral reflection at low temperature and high pressure of 5.0 GPa was successfully carried out on the sample of TbMn2O5, a small single crystal sample with a thickness of about 0.6 mm × 0.6 mm × 0.2 mm. As a result, the two-dimensional lattice non-conformity magnetic order phase (2DICM phase) of the low pressure side (1/2+δx, 0, 1/4+δz) disappears and the lattice conformity magnetic order phase (ICM phase) disappears. The high pressure side (1/2, 0, 1/4)->(1/2, 0, 1/3)->(1/2, 0, 1/2) changes. The lowest temperature is (1/2,0,1/3+δz) and the lowest temperature is (1/2,0,1/3+δz). In order to complete the detailed measurement of temperature and pressure in the field of high pressure measurement in the fifth year,

项目成果

Development and application of techniques for low-temperature and high-pressure single crystal neutron diffraction

低温高压单晶中子衍射技术开发及应用

• 发表时间: 2022
• 作者: K.Munakata;T. Osakabe
• 通讯作者: T. Osakabe

Development of high pressure apparatus at single crystal neutron diffractometer SENJU

单晶中子衍射仪SENJU高压装置的开发

• 发表时间: 2019
• 作者: K. Munakata;T. Osakabe;A. Nakao;T. Ohhara
• 通讯作者: T. Ohhara

高圧下磁性研究におけるJRR-3とJ-PARC MLFの相補利用

JRR-3和J-PARC MLF在高压磁力研究中的互补使用

• 发表时间: 2022
• 作者: 長壁豊隆,宗像孝司;木村宏之
• 通讯作者: 木村宏之

JRR-3の現状と運転再開までの想定スケジュール

JRR-3 的当前状态和恢复运行之前的预计时间表

• 发表时间: 2019
• 作者: K. Munakata;T. Osakabe;A. Nakao;T. Ohhara;松江秀明，長壁豊隆，阿部一英
• 通讯作者: 松江秀明，長壁豊隆，阿部一英

α-Mnの常圧反強磁性相の磁気構造

α-Mn大气反铁磁相的磁结构

• 发表时间: 2023
• 作者: N. Terada;N. Qureshi;A. Stunault;M. Enderle;B. Ouladdiaf;C. Colin;D.D. Khalyavin;P. Manuel;F. Orlandi;S. Miyahara;D. Prabhakaran;T. Osakabe;荒木新吾,多田龍輝,秋葉和人,小林達生,田端千紘,金子耕士,長壁豊隆
• 通讯作者: 荒木新吾,多田龍輝,秋葉和人,小林達生,田端千紘,金子耕士,長壁豊隆