JOPSS:検索結果一覧

論文

Neutron diffraction; A Primer

Dronskowski, R.*; Brckel, T.*; Kohlmann, H.*; Avdeev, M.*; Houben, A.*; Meven, M.*; Hofmann, M.*; 神山崇*; Zobel, M.*; Schweika, W.*; et al.

Zeitschrift fr Kristallographie; Crystalline Materials, 239(5-6), p.139 - 166, 2024/06

https://doi.org/10.1515/zkri-2024-0001

被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Crystallography)

中性子回折は結晶線や関連物質の構造を決定するための最も強力な技術のひとつと考えられる。中性子は核分裂、核破砕、低エネルギー核反応から放出され、粉末回折法、飛行時間法、単結晶法、その他、結晶や磁性体の構造を明らかにするのに最適な技術として利用することができる。高い中性子束と十分な輝度を利用した中性子回折では、散漫散乱にも活用でき、オペランド実験や、新物質の高圧実験にも適している。また中性子の同位体を区別、磁性を決定できるという利点は、例えばエネルギー変換・貯蔵材料、磁性体、タンパク質構造における軽元素の構造とダイナミクスに関する重要な科学的疑問に答える上でも極めて重要である。この論文では、中性子回折の現状を要約するとともに、最近の進歩や新しいアイデア、例えば新しい装置の設計、そしてそこから派生するものについてもレビューする。

論文

Crystal-liquid duality driven ultralow two-channel thermal conductivity in -MgAgSb

Li, J.*; Li, X.*; Zhang, Y.*; Zhu, J.*; Zhao, E.*; 古府麻衣子; 中島健次; Avdeev, M.*; Liu, P.-F.*; Sui, J.*; et al.

Applied Physics Reviews (Internet), 11(1), p.011406_1 - 011406_8, 2024/03

https://doi.org/10.1063/5.0173680

被引用回数：6 パーセンタイル：97.19(Physics, Applied)

The desire for intrinsically low lattice thermal conductivity () in thermoelectrics motivates numerous efforts on understanding the microscopic mechanisms of heat transport in solids. Here, based on theoretical calculations, we demonstrate that -MgAgSb hosts low-energy localized phonon bands and avoided crossing of the rattler modes, which coincides with the inelastic neutron scattering result. Using the two-channel lattice dynamical approach, we find, besides the conventional contribution (70% at 300 K) from particlelike phonons propagating, the coherence contribution dominated by the wavelike tunneling of phonons accounts for 30% of total at 300 K. By considering dual contributions, our calculated room-temperature of 0.64 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$ well agrees with the experimental value of 0.63 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$ . More importantly, our computations give a nonstandard $kappa_L propto T^{-0.61}$ dependence, perfectly explaining the abnormal temperature-trend of $sim T^{-0.57}$ in experiment for -MgAgSb. By molecular dynamics simulation, we reveal that the structure simultaneously has soft crystalline sublattices with the metavalent bonding and fluctuating liquid-like sublattices with thermally induced large amplitude vibrations. These diverse forms of chemical bonding arouse mixed part-crystal part-liquid state, scatter strongly heat-carrying phonons, and finally produce extremely low . The fundamental research from this study will accelerate the design of ultralow- materials for energy-conversion applications.

論文

Composition dependence of bulk properties in the Co-intercalated transition metal dichalcogenide Co $_{1/3}$ TaS $_{2}$

Park, P.*; Cho, W.*; Kim, C.*; An, Y.*; Avdeev, M.*; 飯田一樹*; 梶本亮一; Park, J.-G.*

Physical Review B, 109(6), p.L060403_1 - L060403_7, 2024/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.L060403

被引用回数：3 パーセンタイル：61.83(Materials Science, Multidisciplinary)

Spontaneous Hall conductivity has recently been reported in the triangular lattice antiferromagnet Co $_{1/3}$ TaS $_{2}$ under a zero magnetic field. This phenomenon originates from the distinctive noncoplanar triple- magnetic ground state, possessing uniform real-space Berry curvature characterized by scalar spin chirality. We investigated the physical properties of Co $_{1/3}$ TaS $_{2}$ by judiciously controlling the composition, revealing a drastic change in its bulk properties, even by slight variations in cobalt composition, despite the same crystal structure. For , Co $_{x}$ TaS $_{2}$ keeps all the characteristics of the ground state consistent with the previous studies --- two antiferromagnetic phase transitions at $T_mathrm{N1}$ and $T_mathrm{N2}$ ( $< T_mathrm{N1}$ ), a large spontaneous Hall conductivity [ $sigma_{xy}(mathbf{H} = 0)$ ], and a weak ferromagnetic moment along the axis. However, samples with exhibit distinct bulk properties, including the absence of both $sigma_{xy}(mathbf{H} = 0)$ and the weak ferromagnetic moment. Our neutron diffraction data reveal that Co $_{x}$ TaS $_{2}$ with develops coplanar helical magnetic order with $mathbf{q}_mathrm{m1} =(1/3, 0, 0)$ . This is entirely different from what has been seen in , explaining the observed composition dependence.

論文

Tetrahedral triple-Q magnetic ordering and large spontaneous Hall conductivity in the metallic triangular antiferromagnet Co $_{1/3}$ TaS $_{2}$

Park, P.*; Cho, W.*; Kim, C.*; An, Y.*; Kang, Y.-G.*; Avdeev, M.*; Sibille, R.*; 飯田一樹*; 梶本亮一; Lee, K. H.*; et al.

Nature Communications (Internet), 14, p.8346_1 - 8346_9, 2023/12

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43853-4

被引用回数：10 パーセンタイル：79.98(Multidisciplinary Sciences)

The triangular lattice antiferromagnet (TLAF) has been the standard paradigm of frustrated magnetism for several decades. The most common magnetic ordering in insulating TLAFs is the 120 $^{circ}$ structure. However, a new triple- chiral ordering can emerge in metallic TLAFs, representing the short wavelength limit of magnetic skyrmion crystals. We report the metallic TLAF Co $_{1/3}$ TaS $_{2}$ as the first example of tetrahedral triple- magnetic ordering with the associated topological Hall effect (non-zero $sigma_{xy}(mathbf{H}=0)$ ). We also present a theoretical framework that describes the emergence of this magnetic ground state, which is further supported by the electronic structure measured by angle-resolved photoemission spectroscopy. Additionally, our measurements of the inelastic neutron scattering cross section are consistent with the calculated dynamical structure factor of the tetrahedral triple- state.

論文

Pressure-modulated magnetism and negative thermal expansion in the HoFe $_{17}$ intermetallic compound

Cao, Y.*; Zhou, H.*; Khmelevskyi, S.*; Lin, K.*; Avdeev, M.*; Wang, C.-W.*; Wang, B.*; Hu, F.*; 加藤健一*; 服部高典; et al.

Chemistry of Materials, 35(8), p.3249 - 3255, 2023/04

https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c00158

被引用回数：2 パーセンタイル：37.82(Chemistry, Physical)

静水圧や化学圧力は、結晶構造を変化させる効率的な刺激であり、材料科学において電気的、磁気的特性のチューニングによく利用されている。しかし、化学圧力は定量化が困難であり、これら両者の定量的な対応関係はまだよくわかっていない。本研究では、負の熱膨張(NTE)を持つ永久磁石の候補である金属間化合物を調べた。放射光X線その場観察により、AlをドープしたHoFe $_{17}$ に負の化学圧力があることを明らかにし、単位セル体積の温度・圧力依存性を用いそれを定量的に評価した。また、磁化測定と中性子回折測定を組み合わせることで、磁気秩序に対する化学圧力と静水圧の違いを比較した。興味深いことに、圧力はNTEの抑制と増強を制御するために使用することができた。電子状態計算から、圧力がFermiレベル(EF)に対する主要バンドの上部に影響を与えたことを示しており、これは磁気安定性に影響を与え、それが磁気とNTEを調節する上で重要な役割を果たしていることがわかった。本研究は、圧力の影響を理解し、それを利用して機能性材料の特性を制御する良い例を示している。

論文

Dimensional reduction by geometrical frustration in a cubic antiferromagnet composed of tetrahedral clusters

大熊隆太郎*; 古府麻衣子; 浅井晋一郎*; Avdeev, M.*; 幸田章宏*; 岡部博孝*; 平石雅俊*; 竹下聡史*; 小嶋健児*; 門野良典*; et al.

Nature Communications (Internet), 12, p.4382_1 - 4382_7, 2021/07

https://doi.org/10.1038/s41467-021-24636-1

被引用回数：8 パーセンタイル：63.05(Multidisciplinary Sciences)

Dimensionality is a critical factor in determining the properties of solids and is an apparent built- in character of the crystal structure. However, it can be an emergent and tunable property in geometrically frustrated spin systems. Here, we study the spin dynamics of the tetrahedral cluster antiferromagnet, pharmacosiderite, via muon spin resonance and neutron scattering. We find that the spin correlation exhibits a two-dimensional characteristic despite the isotropic connectivity of tetrahedral clusters made of spin 5/2 Fe $^{3+}$ ions in the three-dimensional cubic crystal, which we ascribe to two-dimensionalisation by geometrical frustration based on spin wave calculations. Moreover, we suggest that even one-dimensionalisation occurs in the decoupled layers, generating low-energy and one-dimensional excitation modes, causing large spin fluctuation in the classical spin system.

論文

Ultralow thermal conductivity from transverse acoustic phonon suppression in distorted crystalline -MgAgSb

Li, X.*; Liu, P.-F.*; Zhao, E.*; Zhang, Z.*; Guide, T.*; Le, M. D.*; Avdeev, M.*; 池田一貴*; 大友季哉*; 古府麻衣子; et al.

Nature Communications (Internet), 11, p.942_1 - 942_9, 2020/02

https://doi.org/10.1038/s41467-020-14772-5

被引用回数：52 パーセンタイル：91.90(Multidisciplinary Sciences)

高性能の熱電材料実現には低熱伝導率が必要であり、その機構としてはフォノンの非調和によるもの、あるいは、結晶構造の動的な乱れによるフォノンの散乱によるものがあげられ、どちらも中性子散乱でその現象が明らかにされている。我々は中性子散乱と第一原理計算を組み合わせ、-MgAgSbにおいて、静的な結晶構造の乱れとフォノンの非調和性が組み合わされて極端に低い熱伝導率が実現されているということを見いだしたので、これを報告する。

論文

Temperature and composition phase diagram in the iron-based ladder compounds Ba $_{1-x}$ Cs $_{x}$ Fe $_{2}$ Se $_{3}$

羽合孝文*; 南部雄亮*; 大串研也*; Du, F.*; 平田靖透*; Avdeev, M.*; 上床美也; 関根由莉奈; 深澤裕; Ma, J.*; et al.

Physical Review B, 91(18), p.184416_1 - 184416_11, 2015/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.184416

被引用回数：17 パーセンタイル：57.11(Materials Science, Multidisciplinary)

梯子型鉄系化合物BaFe $_{2}$ Se $_{3}$ およびCsFe $_{2}$ Se $_{3}$ の磁気構造を中性子回折を含む幾つかの実験から分析した。温度や組成の依存性について明らかにした。BaFe $_{2}$ Se $_{3}$ ではブロック型といった磁気構造がみられるが、CsFe $_{2}$ Se $_{3}$ ではモーメントの向きが異なるストライプ型といった構造が存在した。この系は多種多様な反強磁性秩序をとったり、電荷秩序のない混合原子価化合物であるにも関わらず絶縁性が強いことなど、独特の物性をもつ。

論文

Block magnetism coupled with local distortion in the iron-based spin-ladder compound BaFe $_{2}$ Se $_{3}$

南部雄亮*; 大串研也*; 鈴木俊平*; Du, F.*; Avdeev, M.*; 上床美也*; 宗像孝司*; 深澤裕; Chi, S.*; 上田寛*; et al.

Physical Review B, 85(6), p.064413_1 - 064413_5, 2012/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.064413

被引用回数：78 パーセンタイル：92.07(Materials Science, Multidisciplinary)

BaFe $_{2}$ Se $_{3}$ の磁性を中性子散乱を含む種々の実験で分析した。短距離の磁性相関が形成された後、255K付近で長距離秩序が観測された。磁気モーメントはa軸方向に揃った強磁性ユニットを形成しており、かつ、それらは反強磁性的に積み重なった構造となっている。このブロック磁性は鉄磁性物質において第三のタイプの磁気構造と言える。この秩序化は磁気弾性結合に対して非常に大きな歪みをもたらしている。

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