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論文

Quantum critical behavior of the hyperkagome magnet Mn$$_3$$CoSi

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

$$beta$$-Mn-type family alloys Mn$$_3$$$$TX$$ have three-dimensional antiferromagnetic (AFM) corner-shared triangular network. The antiferromagnet Mn$$_3$$RhSi shows magnetic short-range order (SRO) over a wide temperature range of approximately 500 K above the N$'{e}$el temperature $$T_{rm N}$$ = 190 K. Mn$$_3$$CoSi 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 $AA. Although $T_N$$ of Mn$$_3$$CoSi is only 140 K, quantum critical behavior is observed in Mn$$_3$$CoSi as the enhancement of the electronic specific heat coefficient $$gamma$$. We study how the magnetic SRO appears in Mn$$_3$$CoSi by using neutron scattering, $$mu$$SR, and physical property measurements. The experimental results show that the neutron scattering intensity of the magnetic SRO does not change much regardless of the suppressed magnetic moment in the long-range magnetic ordered state compared to those of Mn$$_3$$RhSi. The initial asymmetry drop ratio of $$mu$$SR above $$T_{rm N}$$ becomes small, and the magnetic SRO temperature $$T_{SRO}$$ is suppressed to 240 K. The results suggest that the Mn$$_3$$CoSi is close to the QCP in the Mn$$_3$$$$TX$$ system.

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

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Mn$$_3$$RhSiで発見した。

論文

Magnetic properties of one-dimensional quantum spin system Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$ studied by muon spin relaxation

河村 聖子; 富安 啓輔*; 幸田 章宏*; Sari, D. P.*; Asih, R.*; Yoon, S.*; 渡邊 功雄*; 中島 健次

JPS Conference Proceedings (Internet), 21, p.011007_1 - 011007_5, 2018/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.21.011007

Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$は、スピンフラストレートしたS=1/2ジグザグ鎖をもつ量子スピン系である。この系の磁気基底状態は、非整合なスピン1重項であることが、理論研究から予想されている。また最近では、磁場中でこの系が強誘電性を示すことも報告されている。我々は、この系の磁気的性質を調べるため、ミュオンスピン緩和法を用いた実験を行った。測定した温度領域0.06K$$sim$$250Kにわたり、核双極子場による遅いミュオンスピン緩和が観測された。この結果は、この系の基底状態が非磁性であることを明確に示している。さらに、内部磁場の分布が、10K以下でわずかに増加していることがわかった。この温度変化は、磁場中の電気分極の振る舞いに似ていることから、局所的な磁気状態の変化あるいは分極が、零磁場中でも生じている可能性を示唆している。

論文

$$mu$$SR study of impurity effects on the Cu-spin fluctuations in the overdoped regime of La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$Cu$$_{1-y}$$Zn$$_y$$O$$_4$$

Risdiana*; 足立 匡*; 沖 直樹*; 矢入 聡*; 田邊 洋一*; 大森 圭祐*; 鈴木 栄男*; 渡邊 功雄*; 幸田 章宏*; 髭本 亘; et al.

Physica C, 460-462(2), p.874 - 875, 2007/09

https://doi.org/10.1016/j.physc.2007.03.372
 被引用回数：3 パーセンタイル：17.87(Physics, Applied)

零磁場ミュオンスピン緩和測定によりLa$$_{2-x}$$Sr$$_x$$Cu$$_{1-y}$$Zn$$_y$$O$$_4$$(LSCO)の$$y$$=0-0.10, $$x$$=0.30までのオーバードープ領域において動的ストライプ構造が安定化されるかを調べた。その結果、Znドープによる銅スピン揺らぎの低下は$$x$$の増加に伴い減少し、$$x$$=0.30で消滅することがわかった。ここからストライプピニングモデルは全超伝導領域で成り立ち、また、$$x$$$$sim$$0.19近傍には量子臨界点は存在しないことが示唆される。

論文

Magnetic and superconducting phase diagram in oxybromite cuprate Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Br$$_2$$

黒岩 壮吾*; 銭谷 勇磁*; 山澤 眞紀*; 富田 葉子*; 秋光 純*; 大石 一城; 幸田 章宏*; Saha, S. R.*; 門野 良典*; 渡邊 功雄*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.75 - 78, 2006/03

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.11.019
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.64(Physics, Condensed Matter)

Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Br$$_2$$は$$xgeq0.15$$で超伝導転移することが知られているが、それ以下の組成では磁化率が非常に小さいことから本物質の磁性に関しては未だ明らかにされていない。そこでわれわれは本系の磁気相図を明らかにするため$$mu$$SR測定を行った。その結果、$$xleq0.03$$のNaドープ量が少ない試料では零磁場スペクトルに明確な回転シグナルが観測され、反強磁性長距離磁気秩序が発達していることが判明した。一方で、0.04$$leq xleq$$0.15の組成では回転スペクトルは観測されず、低温でスピングラス様な振る舞いが観測された。得られた磁気相図は、La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$CuO$$_4$$及びCa$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$と定量的に同様であることを示した。

論文

Status of J-PARC muon science facility at the year of 2005

三宅 康博*; 西山 樟生*; 河村 成肇*; 牧村 俊助*; Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; Beveridge, J. L.*; 門野 良典*; 福地 光一*; 佐藤 伸彦*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.484 - 487, 2006/03

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.11.136
 被引用回数：6 パーセンタイル：31.27(Physics, Condensed Matter)

物質生命科学実験施設の建屋の建設は2004年度の初めに開始された。2008年に加速器とビーム輸送系のコミッショニングが行われた後、2009年にはミュオンのユーザー利用が開始される。この論文ではJ-PARCミュオン科学実験施設建設の現状について述べる。

論文

Possible weak magnetism in MB$$_6$$ (M: Ca, Ba) probed by muon spin relaxation and muon level-crossing resonance

黒岩 壮吾*; 高際 實之*; 山澤 眞紀*; 秋光 純*; 幸田 章宏*; 門野 良典*; 大石 一城; 髭本 亘; 渡邊 功雄*

Science and Technology of Advanced Materials, 7(1), p.12 - 16, 2006/01

https://doi.org/10.1016/j.stam.2005.11.012
 被引用回数：5 パーセンタイル：22.34(Materials Science, Multidisciplinary)

CaB$$_6$$はキュリー温度$$T_C=600$$Kの強磁性体である可能性を指摘した論文が発表されて以来、本物質の強磁性の起源に関する研究は理論及び実験の両側面から精力的に行われてきた。われわれは$$mu$$SR法を用いてMB$$_6$$(M=Ca, Ba)の磁性を調べることを目的に研究を行った。その結果、CaB$$_6$$では130K,BaB$$_6$$では110K以下でミュオン緩和率の増大を観測したが、磁気秩序の発達に伴うミュオンスピン回転スペクトルは観測されなかった。またCaB$$_6$$におけるミュオン準位交差共鳴実験の結果から、炭素サイトでの電場勾配が110Kでステップ状に変化することが判明した。これらの結果から、ミュオン緩和率の増大は電場勾配の変化により微小な内部磁場が出現した可能性を示唆する。

論文

J-PARC muon science facility with use of 3GeV proton beam

三宅 康博*; 河村 成肇*; 牧村 俊助*; Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; 西山 樟生*; Beveridge, J. L.*; 門野 良典*; 佐藤 伸彦*; 福地 光一*; et al.

Nuclear Physics B; Proceedings Supplements, 149, p.393 - 395, 2005/12

J-PARCミュオン施設は物質生命科学実験施設の中に位置する。中性子標的の手前に置かれたミュオン標的から得られるミュオンを用いた研究が行われる。このJ-PARCミュオン科学施設の概要を報告する。

論文

Tritium gas handling system for muon catalyzed fusion research at RIKEN-RAL muon facility

松崎 禎市郎*; 永嶺 謙忠*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 渡邊 功雄*; G.H.Eaton*

Hyperfine Interactions, 119(1-4), p.361 - 363, 1999/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験中である。この実験に使用しているトリチウム取り扱いシステムについて報告する。特に重水素とトリチウム混合ガス中のHe-3(トリチウムの崩壊によって生成する)の除去システム、そのほかの性能及び実際に1500Ciのトリチウムを充填し、安全取り扱い上問題なく実施できた結果について報告する。

論文

Measurement of X-rays from muon to $$alpha$$ sticking and fusion neutrons in solid/liquid D-T mixtures of high tritium concentration

石田 勝彦*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 中村 哲*; 河村 成肇*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.

Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.203 - 208, 1999/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験中である。ここではターゲットの重水素とトリチウムの混合比を0.1,0.2,0.28,0.4,0.5,0.6と0.7に変化させ、液体、固体それぞれについて、$$mu$$CFサイクルにおけるミュオンの損失を測定するため、$$mu$$$$alpha$$ X-rayの放出確率を測定した。実験では、トリチウムの崩壊で生成するHe-3が反応に影響するため実験直前に除いて行った。14MeVの核融合ニュートロンとX-rayの測定から、ミュオンサイクル数、ミュオン損失確率、$$mu$$$$alpha$$ X-rayの放出確率を求めることができた。dt$$mu$$の損失確率は、ミュオンの損失確率からtt$$mu$$とdd$$mu$$の影響を差引いて求めた。この結果を理論的な計算値と比較した結果について報告する。

論文

Measurement of the K$$_{beta}$$/K$$_{alpha}$$ ratio of muon to $$alpha$$ sticking X-rays in muon catalyzed d-t fusion at RIKEN-RAL muon facility

中村 哲*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.

Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.209 - 212, 1998/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験中である。ミュオン触媒核融合では、生成する$$alpha$$粒子にミュオンが付着し、X-rayが放出される。この時に$$mu$$$$alpha$$の運動エネルギーに依存したドップラー拡がりをもったK$$_{beta}$$X-rayとK$$_{alpha}$$X-rayの放出を観測することができた。この強度比の情報はdt$$mu$$のミュオン損失確率を理論的に計算するうえで重要である。観測結果と理論計算について考察した結果を報告する。

口頭

$$mu$$SR法を用いた量子スピン系Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$の磁性研究

河村 聖子; 富安 啓輔*; 幸田 章宏*; Sari P., D.*; Asih, R.*; Yoon, S. W.*; 渡邊 功雄*; 中島 健次

no journal, , 

Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$は、Cuのスピン1/2による1次元ジグザグ鎖を持つ量子スピン系で、強磁性的な最近接相互作用$$J_1$$と反強磁性的な次近接相互作用$$J_2$$の比$$J_2 / J_1$$から、この系の磁気基底状態は非整合なスピン1重項であることが予想されている。しかしながら、非磁性基底状態の直接的証拠を示す報告は未だなされていない。我々は、この系の磁気基底状態とダイナミクスを明らかにするため、J-PARC物質・科学生命実験施設のミュオンビームラインD1および理化学研究所-RALミュオン施設(英国)において$$mu$$SR測定を行った。零磁場下の時間スペクトルは、室温から20K付近までは温度依存性を示さないが、20Kから1.5Kの間でミュオンスピン緩和のわずかなエンハンスメントが観測された。さらに1.5Kから50mKまでは再び温度変化を示さないことが明らかになった。この結果から、Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$の基底状態は非磁性であることが実証された。また、縦磁場下の時間スペクトルの解析から、スピン1重項形成に伴う内部磁場およびそのダイナミクスの変化をとらえることにも成功した。

口頭

$$mu$$SR法でみたEt$$_2$$Me$$_2$$Sb[Pd(dmit)$$_2$$]$$_2$$の中間非整合相のスピンダイナミクス

河村 聖子; Guerin, L.*; 渡邊 功雄*; 加藤 礼三*

no journal, , 

アニオンラジカル塩$$Z$$[Pd(dmit)$$_2$$]$$_2$$($$Z$$はカウンターカチオン)は、Pd(dmit)$$_2$$ダイマーによって形成される等方的あるいは歪んだ2次元三角格子によって特徴づけられ、絶縁相においては、スピン1/2が各ダイマー上に局在する。これらの物質群のひとつであるEt$$_2$$Me$$_2$$Sb[Pd(dmit)$$_2$$]$$_2$$は、等方的な三角格子構造をもち、$$T_{CS}$$=70Kでスピン1重項の形成を伴う電荷分離相への一次相転移を起こすことが示唆されている。我々は過去にこの系に対し$$mu$$SR測定を行い、スピン1重項状態の発現を示す結果を得たが、ミュオンスピンの緩和率のふるまいが変化する温度は、わずかに$$T_{CS}$$と異なっていた。最近、高分解能X線構造解析により、この系の三角格子の歪みの度合いが空間的に変調するような中間非整合相が$$T_{IC}$$=105K以下で発現し、さらに整合電荷分離相が$$T_C$$=66.5K以下で発現することが報告された。そこで我々は、Et$$_2$$Me$$_2$$Sb[Pd(dmit)$$_2$$]$$_2$$の中間非整合相および整合電荷分離相における内部磁場のダイナミクスを調べるため、より詳細な$$mu$$SR測定を行い、$$T_{IC}$$以下でわずかな動的成分の増加、さらに$$T_C$$以下で明瞭な内部磁場の変化を観測した。

口頭

Magnetic properties of intermediate incommensurate phase in Et$$_2$$Me$$_2$$Sb[Pd(dmit)$$_2$$]$$_2$$ studied by $$mu$$SR

河村 聖子; Guerin, L.*; 渡邊 功雄*; 加藤 礼三*

no journal, , 

分子性有機導体Et$$_2$$Me$$_2$$Sb[Pd(dmit)$$_2$$]$$_2$$は、スピン1/2の2次元三角格子系で、$$T_{CS}$$=70Kでスピン1重項形成を伴って電荷分離相への1次相転移を示す。最近、高分解能X線構造解析により、この系は$$T_{IC}$$=105K以下で三角格子の歪み度合いが変調する中間非整合相を発現し、さらに$$T_{CS}$$ =66.5K以下で整合の電荷分離相を発現することが報告された。そこで我々は、非整合及び整合相における磁気ダイナミクスを調べるため、ミュオンスピン緩和($$mu$$SR)測定を行った。その結果、$$T_{CS}$$以下でのミュオンスピン緩和率の顕著な増加に加えて、$$T_{IC}$$以下でわずかな緩和のエンハンスメントが観測された。我々の結果は、格子と強く結合した磁気相関が$$T_{IC}$$で変化することを示唆している可能性がある。

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