移相子を用いたX線磁気回折法の開発および強磁性ウラン化合物への応用

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本年度の成果・実績は以下の通りである。(1)X線回折において移相子に直線偏光子を組み合わせるという新しい方法を開発した。(2)X線磁気回折計の導入・立ち上げを行なった。それぞれについて述べる。(1)昨年度は、透過型移相子をX線磁気回折実験に導入することに成功した。本年度はさらに、移相子に直線偏光子を組み合わせるという新しい手法を開発した。放射光の直線偏光度は元々高いものであるが、直線偏光子によりさらにこれを高めることができ、この光が移相子へ導かれる。この方法により、従来0.1%オーダーしかなかった回折強度の磁気効果を1%オーダーへと1桁近くも増大させることに世界で初めて成功した。今までX線磁気回折実験は非常に弱い磁気効果のために測定精度を上げることが難しかったが、この方法により測定精度を飛躍的に向上させることが可能となった。これにより高精度のスピン・軌道モーメントの分離実験が今後期待される。(2)X線磁気回折専用の回折計を作製し、高エネルギー加速器研究機構、物質構造化学研究所、放射光実験施設・フォトンファクトリーのビームラインBL3Cに設置した。この回折計は1軸型ゴニオメーターを組み合わせたもので、X線磁気回折実験に合わせて設計されたものである。本回折計を用いるX線磁気回折実験は物質構造化学研究所のプロジェクト課題として採択され、BL3Cは今後2年間は半ばX線磁気回折専用ビームラインとして使われることとなった。回折計の駆動制御系と計測系の整備、および、冷凍機組み込みのためのアタッチメントの整備も行い、室温から20Kまでの回折計を用いたX線磁気回折実験が行なえる体制が整った。予備実験の結果、多重散乱を回避させるという本実験では重要な操作をする上で本回折計が極めて有効であることがわかった。