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論文

Quantum critical behavior of the hyperkagome magnet MnCoSi

山内宏樹; Sari, D. P.*; 安井幸夫*; 坂倉輝俊*; 木村宏之*; 中尾朗子*; 大原高志; 本田孝志*; 樹神克明; 井川直樹; et al.

Physical Review Research (Internet), 6(1), p.013144_1 - 013144_9, 2024/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.013144

-Mn-type family alloys Mn have three-dimensional antiferromagnetic (AFM) corner-shared triangular network. The antiferromagnet MnRhSi shows magnetic short-range order (SRO) over a wide temperature range of approximately 500 K above the Nel temperature $T_{rm N}$ = 190 K. MnCoSi has the smallest lattice parameter and the lowest $T_{rm N}$ in the family compounds. The quantum critical point (QCP) from AFM to the quantum paramagnetic state is expected near a cubic lattice parameter of 6.15 of MnCoSi is only 140 K, quantum critical behavior is observed in MnCoSi as the enhancement of the electronic specific heat coefficient . We study how the magnetic SRO appears in MnCoSi by using neutron scattering, SR, and physical property measurements. The experimental results show that the neutron scattering intensity of the magnetic SRO does not change much regardless of the suppressed magnetic moment in the long-range magnetic ordered state compared to those of MnRhSi. The initial asymmetry drop ratio of SR above $T_{rm N}$ becomes small, and the magnetic SRO temperature $T_{SRO}$ is suppressed to 240 K. The results suggest that the MnCoSi is close to the QCP in the Mn system.

論文

Ultralow-energy magnon anomaly in yttrium iron garnet

社本真一; 安井幸夫*; 松浦直人*; 赤津光洋*; 小林義明*; 根本祐一*; 家田淳一

Physical Review Research (Internet), 2(3), p.033235_1 - 033235_6, 2020/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.033235

イットリウム鉄ガーネット結晶の超低エネルギーマグノンを、非弾性中性子散乱によって45eV以下のエネルギー範囲で調べたところ、[111]方向に約0.1Tの磁場が印加した場合に、10Kで超低エネルギーのマグノン異常を発見した。

論文

High-temperature short-range order in MnRhSi

山内宏樹; Sari, D. P.*; 渡邊功雄*; 安井幸夫*; Chang, L.-J.*; 近藤啓悦; 伊藤孝; 石角元志*; 萩原雅人*; Frontzek, M. D.*; et al.

Communications Materials (Internet), 1, p.43_1 - 43_6, 2020/07

https://doi.org/10.1038/s43246-020-0042-1

中性子とミュオンの相補利用により、720Kまでの高温での短距離磁気秩序現象をMnRhSiで発見した。

論文

Emergent spin-1 Haldane gap and ferroelectricity in a frustrated spin- $frac{1}{2}$ ladder

上田宏*; 小野田繁樹*; 山口泰弘*; 木村剛*; 吉澤大智*; 森岡俊晶*; 萩原政幸*; 萩原雅人*; 左右田稔*; 益田隆嗣*; et al.

Physical Review B, 101(14), p.140408_1 - 140408_6, 2020/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.140408

被引用回数：4 パーセンタイル：26.53(Materials Science, Multidisciplinary)

We report experimental and theoretical evidence that RbCuMoO $_{12}$ has a nonmagnetic tetramer ground state of a two-leg ladder comprising antiferromagnetically coupled frustrated spin- $frac{1}{2}$ chains and exhibits a Haldane spin gap of emergent spin-1 pairs. Three spin excitations split from the spin-1 triplet by a Dzyaloshinskii-Moriya interaction are identified in inelastic neutron-scattering and electron spin resonance spectra. A tiny magnetic field generates ferroelectricity without closing the spin gap, indicating a unique class of ferroelectricity induced by a vector spin chirality order.

論文

Neutron diffraction study of 1D quantum spin system Li $_{2}$ ZrCuO $_{4}$ with incommensurate magnetic structure

安井幸夫*; 井川直樹; 加倉井和久

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034012_1 - 034012_6, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.034012

CuO $_{2}$ リボン鎖を持つ擬一次元量子スピン系Li $_{2}$ ZrCuO $_{4}$ の磁気構造を中性子回折によって調べた。本物質は、およそ7Kにて反強磁性転移を示すが、この転移に伴って強誘電性が誘起されないという特徴を持つ。中性子粉末回折実験の結果、3KにてQ=(0, k, l0.488)および(h, 0, l0.488) (h, k and l=偶数)の超格子磁気反射が観測された。本報ではこれら中性子回折と磁性データから磁気構造を提案し、さらに本物質の反強磁性転移において強誘電性が誘起されない理由について議論する。

論文

Weak ferromagnetic ordering disordered by Rh $^{3+}$ ions for LaCo $_{0.8}$ Rh $_{0.2}$ O $_{3}$

浅井晋一郎*; 岡崎竜二*; 寺崎一郎*; 安井幸夫*; 井川直樹; 加倉井和久

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.014034_1 - 014034_6, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.014034

LaCoO $_{3}$ 中のCo $_{3+}$ の一部をRh $^{3+}$ で置換した強磁性物質LaCo $_{0.8}$ Rh $_{0.2}$ O $_{3}$ について、Rh $^{3+}$ によるオーダーリング効果を中性子散乱実験で調べた。Co(Rh)サイトにおける磁気モーメントは0.40.2 $_{B}$ であり、これは本物質の飽和磁化結果と良い一致を示した。本研究から、本物質の強磁性オーダーリングは、Rh $^{3+}$ イオンによって短距離域にて無秩序化することが明らかになった。

論文

Spin state of Co $^{3+}$ in LaCo $_{1-x}$ Rh $_{x}$ O $_{3}$ investigated by structural phenomena

浅井晋一郎*; 岡崎竜二*; 寺崎一郎*; 安井幸夫*; 小林航*; 中尾朗子*; 小林賢介*; 熊井玲児*; 中尾裕則*; 村上洋一*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(11), p.114606_1 - 114606_6, 2013/11

https://doi.org/10.7566/JPSJ.82.114606

被引用回数：6 パーセンタイル：43.5(Physics, Multidisciplinary)

LaCo $_{1-x}$ Rh $_{x}$ O $_{3}$ について中性子および放射光X線回折実験を行い、Co $^{3+}$ イオンのスピン状態と結晶構造との関連を調べた。10KにおけるLaCo $_{0.8}$ Rh $_{0.2}$ O $_{3}$ では、Co(Rh)O $_{6}$ 八面体のCo(Rh)-O間距離は理論値と一致し、格子体積は温度低下によって減少した。また、この格子体積の減少に伴って高スピン状態の比率は減少した。これらの結果から、Co $^{3+}$ イオンのスピン状態は高スピン状態と低スピン状態が混在したものであり、高スピン状態は、Rh $^{3+}$ イオンの置換によって生じたピン止め効果に加え熱励起によって発現することがわかった。

論文

Higgs transition from a magnetic Coulomb liquid to a ferromagnet in Yb $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$

Chang, L.-J.*; 小野田繁樹*; Su, Y.*; Kao, Y.-J.*; Tsuei, K.-D.*; 安井幸夫*; 加倉井和久; Lees, M. R.*

Nature Communications (Internet), 3, p.992_1 - 992_7, 2012/08

https://doi.org/10.1038/ncomms1989

被引用回数：166 パーセンタイル：97.31(Multidisciplinary Sciences)

Experiments on dipolar spin ice have established a magnetic Coulomb phase where monopoles obey the magnetic Coulomb law. With quantum-mechanical interactions, these magnetic charges are carried by fractionalized bosonic quasi-particles, spinons, which can undergo Bose-Einstein condensation through a first-order transition via the Higgs mechanism. In this paper, we report evidence of a Higgs transition from a magnetic Coulomb liquid to a ferromagnet in single-crystal Yb $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$ . Polarised neutron scattering experiments show that the magnetic diffuse [111]-rod scattering and pinch-point features, typical features of magnetic Coulomb liquid phase, are suddenly suppressed below Tc 0.21 K, where magnetic Bragg peaks and a full depolarisation of the neutron spins are observed with thermal hysteresis, indicating a first-order ferromagnetic transition. These experimental observations are explained from a quantum spin-ice model, whose high-temperature phase belongs to the magnetic Coulomb phase, while the ground state shows a nearly collinear ferromagnetism.

論文

Superconducting transition temperature and the thickness of CuO $_{2}$ planes of Na $_{x}$ CoO $_{2}$ yH $_{2}$ O

茂吉武人*; 小林義明*; 安井幸夫*; 佐藤正俊*; 加倉井和久

Solid State Sciences, 12(5), p.656 - 659, 2010/05

https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2008.09.016

被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The superconductivity of Na $_{x}$ CoO $_{2}$ yH $_{2}$ O appears in two regions of $^{59}$ Co-nuclear quadrupole frequency $_{rm Q}$ divided by a narrow non-superconducting phase in the Tc- $_{rm Q}$ phase diagram. Specific heat measurements on several samples with different $_{rm Q}$ values distributing over both the superconducting $_{rm Q}$ regions and neutron inelastic experiments on aligned crystals of Na $_{x}$ CoO $_{2}$ yD $_{2}$ O are performed to investigate the origin of the phase diagram. The obtained results are consistent with the singlet pairing picture.

論文

Search for magnetic excitation spectra of Na $_{x}$ CoO $_{2}$ $_{y}$ D $_{2}$ O; Neutron scattering

茂吉武人*; 安井幸夫*; 左右田稔*; 小林義明*; 佐藤正俊*; 加倉井和久

Journal of the Physical Society of Japan, 75(7), p.074705_1 - 074705_6, 2006/07

https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.074705

被引用回数：11 パーセンタイル：56.33(Physics, Multidisciplinary)

Na $_{x}$ CoO $_{2}$ yD $_{2}$ O単結晶の試料を用いた中性子散乱実験研究が行われた。D $_{2}$ O分子の2次元短距離秩序に由来する散漫散乱が観測された。またこの短距離秩序したD $_{2}$ O分子のフォノン散乱も観測された。(1/2,1/2,l)方向のスキャンから水和されていない部分のNa $_{x}$ CoO $_{2}$ による磁気揺らぎによる弱い強度変調が観測されたが、水和されたNa $_{x}$ CoO $_{2}$ yD $_{2}$ Oの成分には顕著な強磁性的磁気揺らぎはないことが明らかになった。

論文

Evolution of the electronic structure from electron-doped to hole-doped states in the two-dimensional Mott-Hubbard system La $_{1.17-x}$ Pb $_{x}$ VS $_{3.17}$

井野明洋*; 岡根哲夫; 藤森伸一; 藤森淳; 溝川貴司*; 安井幸夫*; 西川崇*; 佐藤正俊*

Physical Review B, 69(19), p.195116_1 - 195116_8, 2004/05

A2004-0402.pdf:0.46MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.195116

被引用回数：7 パーセンタイル：37.69(Materials Science, Multidisciplinary)

二次元モット・ハバード系La $_{1.17-x}$ Pb $_{x}$ VS $_{3.17}$ におけるフィリング制御金属絶縁体転移を光電子分光により研究した。x=0.16の前後で化学ポテンシャルのシフトに跳びが観測され、モット絶縁状態によるギャップが開いていることを明らかにした。化学ポテンシャル上の光電子スペクトル強度のフィリング依存性は、電子比熱係数のものとよく一致している。最も金属的な試料でも擬ギャップ的振舞が観測された。これらの結果は、電子有効質量が金属絶縁体転移近傍で増大するという通常のフェルミ流体系の描像とは対照的である。一方、温度を上げるとギャップは急速に埋まる。金属絶縁体転移近傍のスペクトルは、クーロンギャップが形成されていることとコンシステントであり、乱雑さの下での長距離クーロン相互作用の影響を示唆している。

論文

Magnetic structures and spin states of NdBaCo $_{2}$ O $_{5}$

左右田稔*; 安井幸夫*; 伊藤雅典*; 飯久保智*; 佐藤正俊*; 加倉井和久

Journal of the Physical Society of Japan, 73(2), p.464 - 468, 2004/02

https://doi.org/10.1143/JPSJ.73.464

被引用回数：41 パーセンタイル：81.26(Physics, Multidisciplinary)

酸素欠損ペロヴスカイト系NdBaCo $_{2}$ O $_{5}$ における中性子回折実験によりT=360Kの反強磁性秩序及び初めてT=250Kの電荷秩序が明らかにされた。またこの物質におけるCoO $_{5}$ ピラミッドのCoイオンのスピン状態が両相において高スピン状態であることが示唆される結果が得られた。

論文

Effects of "stripes" on the magnetic excitation spectra of La $_{1.48}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{0.12}$ CuO $_{4}$

伊藤雅典*; 安井幸夫*; 飯久保智*; 左右田稔*; 佐藤正俊*; 小林晃人*; 加倉井和久

Journal of the Physical Society of Japan, 72(7), p.1627 - 1630, 2003/07

https://doi.org/10.1143/JPSJ.72.1627

被引用回数：9 パーセンタイル：52.56(Physics, Multidisciplinary)

ストライプ秩序構造を示すLa $_{1.48}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{0.12}$ CuO $_{4}$ における磁気励起の波数及びエネルギー依存性が詳細に観測された。その結果この系では高温相においても「揺らいでいる電荷ストライプ」が磁気励起に影響を与えていることが示唆された。

論文

Magnetic structures of high temperature phases of TbBaCo $_{2}$ O $_{5.5}$

左右田稔*; 安井幸夫*; 藤田利晃*; 宮下健*; 佐藤正俊*; 加倉井和久

Journal of the Physical Society of Japan, 72(7), p.1729 - 1734, 2003/07

https://doi.org/10.1143/JPSJ.72.1729

被引用回数：76 パーセンタイル：90.33(Physics, Multidisciplinary)

酸素欠損ペロヴスカイト系TbBaCo $_{2}$ O $_{5.5}$ の中性子回折実験が行われ、多数の磁気及び構造相転移が観測された。340Kにおける電荷秩序を伴うメタル・絶縁体相転移,280Kの強磁性モーメントを伴う磁気相転移、及び260Kに反強磁性秩序を伴うと思われる相転移が観測された。特に270Kと250Kの磁気構造解析の結果、Co $^{3+}$ イオンのスピン状態がCoO $_{6}$ 八面体では低スピン状態,CoO $_{5}$ ピラミッドでは中間スピン状態であることが明らかになった。

論文

Magnetic structure and the hall resistivity of Cu $_{1-x}$ Zn $_{x}$ Cr $_{2}$ Se $_{4}$

飯久保智*; 安井幸夫*; 小田啓介*; 大野陽平*; 小林義明*; 佐藤正俊*; 加倉井和久

Journal of the Physical Society of Japan, 71(11), p.2792 - 2799, 2002/11

https://doi.org/10.1143/JPSJ.71.2792

被引用回数：11 パーセンタイル：56.91(Physics, Multidisciplinary)

スピネル型化合物Cu $_{1-x}$ Zn $_{x}$ Cr $_{2}$ Se $_{4}$ が示す異常ホール効果の特異な振舞とこの系が持つ特異な磁気構造の関連について中性子回折,NMR、及び他の磁気や輸送測定が行われた。その結果この系のコニカルテニウム磁気構造発達と異常ホール係数の関係が明らかになった。

論文

Static correlation and dynamical properties of Tb $^{3+}$ -moments in Tb $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$ ; Neutron scattering study

安井幸夫*; 金田昌基*; 伊藤雅昌*; 原科浩*; 佐藤正俊*; 奥村肇*; 加倉井和久; 門脇広明*

Journal of the Physical Society of Japan, 71(2), p.599 - 606, 2002/02

https://doi.org/10.1143/JPSJ.71.599

被引用回数：80 パーセンタイル：90(Physics, Multidisciplinary)

強い磁気的フラストレーションを示すパイロクロア系物質,Tb $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$ ,の静的及び動的磁気的性質をT=0.4Kまでの低温下で単結晶中性子散乱により研究した。30K以下の温度で磁気的散乱強度の波数依存性が顕著になり磁気的相関を示すことが明らかになった。その相関のエネルギー依存性から弾性,準弾性及び非弾性の成分が存在することが明らかになった。この静的相関を記述できるクラスターとして二つの四面体に属する7つのモーメントの配列を提案した。また1.5K以下で観測されるグラス的状態の原因についても議論した。

口頭

水和物Na $_{x}$ CoO $_{2}$ におけるD $_{2}$ Oの短距離秩序構造; 中性子散乱

茂吉武人*; 安井幸夫*; 左右田稔*; 佐藤正俊*; 加倉井和久

no journal, ,

超伝導を示す重水素で置換した水和物Na $_{x}$ CoO $_{2}$ の中性子散乱実験を行い、構造及び磁気揺らぎに関する研究を行った。実験の結果、Na $_{x}$ CoO $_{2}$ ・yD $_{2}$ Oの磁気励起ピークは観測されなかったが、(1/2, 1/2, l)に沿った、c方向に伸びた散漫散乱が観測された。この散漫散乱のQ及び温度依存性から、D $_{2}$ Oの面間方向の短距離秩序が存在することを明らかにした。

口頭

Ordering of frustrated spin systems coupled to lattice and charge degrees of freedom; Neutron scattering investigations

加倉井和久; 松田雅昌; 石井慶信; 永井聡*; 池田直*; 鬼頭聖*; 井川直樹; 左右田稔*; 安井幸夫*; 茂吉武人*; et al.

no journal, ,

中性子散乱による格子や電荷の自由度と結合するスピンフラストレート系における磁気秩序の研究を2つの研究例を挙げて解説する。(1)LuFe $_{2}$ O $_{4}$ では鉄イオンが六方称の二重層を構成する。この系は330Kで電荷秩序を、250Kで磁気秩序を起こす。この磁気秩序過程の詳細な研究がスピン凍結を示唆する基底状態を明らかにした。(2)YBaCo $_{4}$ O $_{7}$ はCoO $_{4}$ 四面体が籠目と三角格子に交互に積層する構造を持つ。この系において70K及び105Kで構造相転移が観測され、それに伴う磁気的短距離秩序による散漫散乱が観測された。両者の系において観測された磁気相関と格子又は電荷の自由度との関係を議論する。

口頭

Na $_{x}$ CoO $_{2}$ の水和物の超伝導と磁性

茂吉武人*; 横井麻衣*; 左右田稔*; 安井幸夫*; 小林義明*; 佐藤正俊*; 井川直樹; 加倉井和久

no journal, ,

Na $_{x}$ CoO $_{2}$ H $_{2}$ Oの超伝導発現機構の解明を目指し、中性子散乱や核磁気共鳴(NMR)等を主手段として基礎物性を調べた。NMRのナイトシフトは臨界温度以下でCoO $_{2}$ 面に平行,垂直どちらにかけても減少することから、超伝導電子対の対象性がsingletであることが明らかになり、単結晶を用いた中性子非弾性散乱実験の結果からCoO $_{2}$ 面内強磁性の揺らぎは非常に小さいことがわかった。また、粉末中性子回折実験結果から水分子による散漫散乱が観察され、また組成によって00反射の強度比に違いが見られた。これらの結果から超伝導発現に対する水分子やその秩序の役割について発表する。

口頭

Li $_{2}$ RuO $_{3}$ における新しい型の相転移

三浦陽子*; 安井幸夫*; 佐藤正俊*; 井川直樹; 加倉井和久

no journal, ,

RuO $_{6}$ 八面体によって構成される二次元ハニカム格子を持つLi $_{2}$ RuO $_{3}$ において、およそ540Kで温度下降の際の磁化率の急激な減少と電気抵抗率の上昇を伴う相転移が発見された。この転移の機構を探るために中性子回折実験を行い、得られたデータについてRietveld解析を行った。その結果、転移温度以下では空間群2 $_{1}$ /であり、転移温度以上では2/であることが明らかになった。また、高温相ではハニカム格子にはほとんど歪みがないが、低温相では特定のRu-Ru距離が10%以上も縮む。この距離の接近はRu-Ru間の分子軌道形成によるものであると考えられる。