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Phase-transition kinetics of magnetic skyrmions investigated by stroboscopic small-angle neutron scattering

中性子小角散乱ストロボスコピック測定による磁気スキルミオンの生成消滅過程の観測

中島 多朗*; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 大石 一城*; 大池 広志*; 賀川 史敬*; 吉川 明子*; 田口 康二郎*; 加倉井 和久*; 十倉 好紀*; 有馬 孝尚*

Nakajima, Taro*; Inamura, Yasuhiro; Ito, Takayoshi*; Oishi, Kazuki*; Oike, Hiroshi*; Kagawa, Fumitaka*; Kikkawa, Akiko*; Taguchi, Yasujiro*; Kakurai, Kazuhisa*; Tokura, Yoshinori*; Arima, Takahisa*

MnSi中に発生する磁気スキルミオンの相転移の挙動を中性子小角散乱ストロボスコピック測定により観測した。温度を50K/秒という速度で急激に変化させている間に13マイクロ秒の時間分解能で中性子小角散乱パターンの時間変化を測定することに成功し、その結果、温度の上昇によって磁気スキルミオンが消滅する様子や、急速な冷却過程で生成されたスキルミオンが本来存在できない低温まで過冷却状態で残る様子などが明らかとなった。

We investigated the phase-transition kinetics of magnetic skyrmion lattice (SkL) in MnSi by means of stroboscopic small-angle neutron scattering (SANS). Temporal evolutions of SANS patterns were measured with time resolution of 13 ms while sweeping temperature as fast as 50 Ks$$^{-1}$$. It turned out that the paramagnetic-to-SkL transition immediately occurs upon traversing the equilibrium phase boundary on the rapid cooling, whereas the SkL-to-conical transition can be kinetically avoided to realize the low-temperature metastable SkL with a long-range magnetic order. The formation of the metastable SkL was found to be strongly dependent not only on cooling rate, but also on magnetic eld and trajectory in the H-T phase diagram.

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パーセンタイル:59.26

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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