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論文

Strong lattice anharmonicity exhibited by the high-energy optical phonons in thermoelectric material

Wu, P.*; Fan, F.-R.*; 萩原 雅人*; 古府 麻衣子; Peng, K.*; 石川 喜久*; Lee, S.*; 本田 孝志*; 米村 雅雄*; 池田 一貴*; et al.

New Journal of Physics (Internet), 22(8), p.083083_1 - 083083_9, 2020/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

熱電材料SnSeは、過去数年間で世界的な関心を呼び、その固有の強い格子非調和性は、その優れた熱電性能の重要な要素と見なされている。一方、SnSeにおける格子非調和性の理解は、特にフォノンダイナミクスがこの動作によってどのように影響を受けるかに関して、依然として不十分である。そのため、中性子全散乱,非弾性中性子散乱,ラマン分光法、および凍結フォノン計算により、Na$$_{0.003}$$Sn$$_{0.997}$$Se$$_{0.9}$$S$$_{0.1}$$の格子力学の包括的な研究を行った。格子非調和性は、対分布関数,非弾性中性子散乱、およびラマン測定によって確かめられた。熱膨張と多重フォノン散乱の影響を分離することにより、後者は高エネルギー光学フォノンモードで非常に重要であることがわかった。フォノンモードの強い温度依存性は、この系の非調和性を示している。さらに、我々のデータは、Sドーピングにより、高エネルギー光学フォノンの線幅が広がることを明らかにした。私たちの研究は、SnSeの熱電性能は、フォノンエンジニアリングを介して格子熱伝導率への高エネルギー光学フォノンモードの寄与を減らすことによってさらに強化できることを示唆する。

論文

High-temperature short-range order in Mn$$_3$$RhSi

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

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Mn$$_3$$RhSiで発見した。

論文

Polarized neutron scattering study of the multiple order parameter system NdB$$_4$$

目時 直人; 山内 宏樹; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*; 綿貫 竜太*; 萩原 雅人*

Physical Review B, 97(17), p.174416_1 - 174416_10, 2018/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:75.59(Materials Science, Multidisciplinary)

多重の秩序変数を伴うf電子系NdB$$_4$$の磁気構造を中性子偏極解析によって明らかにした。面内の磁気モーメントについては$$Gamma$$$$_{4}$$と呼ばれる、単位格子内の磁気モーメントが全て外側または内側に向いた構造を確認した。これは最近の我々の粉末回折の結果と一致する。一方、この構造にc軸モーメントの反強磁性ダイマー構造($$Gamma$$$$_{10}$$)が共存することが新たにわかり、粉末回折実験の解析の前提が崩れていることがわかった。またIII相及びIV相において(0.14,0.14,0.1)および(0.2,0,0.1)の波数を伴うインコメ相についても、c軸方向の磁気モーメントが変調していることを明らかにした。面内モーメントは主たる秩序変数として振る舞い、ランダウ理論を用いた解析によりc軸モーメントは誘起秩序変数として表されること、すなわち、高次の磁気的または多極子の相互作用に起因することがわかった。

論文

Spin density wave in insulating ferromagnetic frustrated chain LiCuVO$$_{4}$$

益田 隆嗣*; 萩原 雅人*; 近藤 洋右*; 金子 耕士; 目時 直人

Journal of the Physical Society of Japan, 80(11), p.113705_1 - 113705_4, 2011/11

 被引用回数:32 パーセンタイル:17.27(Physics, Multidisciplinary)

フラストレート系化合物LiCuVO$$_{4}$$の磁場誘起秩序相を中性子散乱によって研究し、臨界磁場8.5T以上で、量子揺らぎ,幾何学的なフラストレーション、そしてチェーン間相互作用の拮抗によって安定化した新しい磁場誘起スピン密度状態の長距離秩序相を発見したので報告する。

口頭

NdB$$_4$$の中性子散乱による研究

目時 直人; 山内 宏樹; 綿貫 竜太*; 鈴木 和也*; 萩原 雅人*; 益田 隆嗣*; 松田 雅昌*; Songxue, C.*; Fernandez Baca, J.*

no journal, , 

Ndの配置がShastry-Sutherland格子を形成するNdB$$_4$$の中性子散乱実験により、磁気転移温度直下のII相の磁気構造をrepresentation analysisの手法を用いて決定した。その結果$$Gamma_2$$及び$$Gamma_4$$規約表現の基底ベクトルによって表される磁気構造が混ざった構造が実現していて、面内をむいた磁気モーメントはで約2$$mu_B$$である。また、中性子非弾性散乱によって約5meV以下の擬四重項状態に伴う結晶場励起が観察され、逐次転移とともに変化する様子を観察した。

口頭

新しいマンガン化合物Mn$$_3$$RhSiの結晶構造および磁気構造

山内 宏樹; 社本 真一; 近藤 啓悦; 石角 元志*; 萩原 雅人*; Fernandez-Baca, J. A.*

no journal, , 

スカーミオンに代表される空間反転対称性を持たない結晶構造における磁性が注目を集める中、新奇磁性の発現を目指して、空間反転対称性を持たない新しい化合物の合成に取り組んでいる。最近、新たにMnベースの化合物Mn$$_3$$RhSiの合成に成功した。そこで、その基本特性をつかむため、磁化測定、粉末中性子回折を実施した。その結果、この化合物が、$$beta$$-Mnをベースにした、空間反転対称性を持たない結晶構造(立方晶$$P2_13$$)の新規化合物であり、$$T_{rm N}sim190$$Kの反強磁性体であることがわかった。さらに、群論的考察に基づいて磁気構造解析を行い、結晶格子内で三角格子を形成するMn副格子上の磁気モーメントが120$$^circ$$の角度を成すノンコリニア磁気構造を持つことを明らかにした。

口頭

新しいマンガン化合物Mn$$_3$$RhSiの構造と磁性

山内 宏樹; 社本 真一; 近藤 啓悦; 石角 元志*; 萩原 雅人*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*

no journal, , 

近年、空間反転対称性を欠く結晶における磁性に関心が集まっている。$$beta$$-Mnを基にしたCo-Zn-Mn合金における室温スキルミオンはその一例である。$$beta$$-Mnは、立方晶構造中に非等価な二つのMnサイト(I: 8${it c}$, II: 12${it d}$)を持ち、磁性を担うMn-IIが三角格子鎖上のスピン間のフラストレーションにより、低温でスピン液体状態にあることが知られている。$$beta$$-Mnをベースとする化合物として、他にもMn$$_3$$TX(T=Co, Ir; X=Si, Ge)が報告されている。その構造は、$$beta$$-MnのMn-IがT, X元素で置換されたもので、空間反転対称性を持たない。最近、我々は新規化合物Mn$$_3$$RhSiの合成に成功し、構造と磁性の情報を得るために、粉末中性子回折実験を行った。その結果、結晶構造がMn$$_3$$TX(T=Co, Ir; X = Si, Ge)と同じ立方晶$$P2_13$$であること、$$T_{rm N}$$=190Kの反強磁性体であり、三角格子を形成するMn副格子上の磁気モーメントが120$$^circ$$の角度を成すノンコリニアな磁気構造をとることを明らかにした。

口頭

NdB$$_4$$の中性子散乱による研究

目時 直人; 山内 宏樹; 松田 雅昌*; Fernandez Baca, J.*; 吉田 雅洋*; 吉澤 英樹*; 萩原 雅人*; 綿貫 竜太*

no journal, , 

NdB$$_4$$の磁気構造と$$f$$電子状態を報告し、逐次転移のメカニズムを提案する。II相では面内磁気モーメント$$m_{ab}$$を伴うAll-in All-out構造($$Gamma$$4)と、$$c$$軸モーメント$$m_c$$の反強磁性ダイマー構造($$Gamma$$10)が共存し、さらに低温のIII・IV相では$$m_c$$の長周期変調を伴う。ランダウ理論による解析から$$m_c$$$$m_{ab}$$の高次($$nleq6$$)の誘起秩序変数として表現され、多極子相互作用が示唆される。NdB$$_4$$$$f$$電子状態は基底状態($$J_Z$$=$$pm$$5/2)の3meV上に$$J_Z$$=$$pm$$7/2の第一励起が存在し、これらによる準四重項状態を使って(1)中間相は$$J_x$$の磁気秩序相、(2)低温相は$$J_z$$と電気四極子$$O_{zx}$$の結合相、という逐次転移のメカニズムが提案できる。

口頭

RPd$$_5$$Al$$_2$$ (R: Pr, Nd)の$$f$$電子状態

目時 直人; 山内 宏樹; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 萩原 雅人*; 益田 隆嗣*; 松田 雅昌*; Aczel, A. A.*; Songxue, C.*; Hong, T.*; et al.

no journal, , 

重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$の5$$f$$電子状態と重い電子の起源を解明するため、結晶構造が同じ希土類化合物の電子状態を中性子散乱実験により明らかにした。PrPd$$_5$$Al$$_2$$とNdPd$$_5$$Al$$_2$$の結晶場励起を観察し、正方対称の結晶場ハミルトニアンを解析的に対角化した結果と比較して$$f$$電子状態を決めた。結晶場パラメーター$$A_{lm}$$が物質に依らずほぼ同じであることは、有効点電荷ポテンシャルもほぼ同じことを意味する。これらの結果からNpPd$$_5$$Al$$_2$$やUPd$$_5$$Al$$_2$$の5$$f$$電子状態を明らかにすることができた。

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