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論文

Structural phase transition in the spin gap system YbAl$$_3$$C$$_3$$

松村 武*; 稲見 俊哉; 小坂 昌史*; 加藤 慶顕*; 犬飼 敬希*; 落合 明*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 片野 進*; 鈴木 博之*

Journal of the Physical Society of Japan, 77(10), p.103601_1 - 103601_4, 2008/10

 被引用回数:13 パーセンタイル:61.32(Physics, Multidisciplinary)

The unresolved phase transition at 80K in YbAl$$_3$$C$$_3$$ has been studied by X-ray diffraction. It has been confirmed that the transition is a structural one with atomic displacement. Superlattice reflections that appear below 80K show that the crystal structure changes from hexagonal to orthorhombic. From the reflection conditions, we conclude that the space group in the low temperature phase is Pbca, where all the atoms occupy the general 8c site. By fitting the observed intensities, we present two possible models of atomic displacement. The displacement results in the deformation of the triangular lattice of Yb spins, which is considered to be responsible for the formation of a spin-singlet ground state at low temperatures.

論文

Crystal and magnetic structure of Ca$$_{3}$$Ru$$_{2}$$O$$_{7}$$

吉田 良行*; 池田 伸一*; 松畑 洋文*; 白川 直樹*; Lee, C.-H.*; 片野 進

Physical Review B, 72(5), p.054412_1 - 054412_7, 2005/08

 被引用回数:116 パーセンタイル:94.79(Materials Science, Multidisciplinary)

二重層化合物Ca$$_{3}$$Ru$$_{2}$$O$$_{7}$$の結晶構造を電子線回折と中性子回折によって調べた。回折パターンの温度依存性は全ての格子定数が48Kの一次のメタル-ノンメタル転移点で、結晶空間群の変化を伴うことなく、突然変化することを明らかに示した。またNeel温度56K以下の温度で磁気反射が観測された。この結果から、磁気構造は面内で強磁性的に、面間で反強磁性的に配列しているモデルを提案した。このモデルによれば、6T付近での磁気抵抗の磁場依存性が矛盾なく説明できる。

論文

Hole-induced novel spin state within Haldane gap in Nd$$_{2-x}$$Ca$$_x$$BaNiO$$_5$$

佐々木 智生*; 横尾 哲也*; 片野 進; 秋光 純*

Journal of the Physical Society of Japan, 74(1), p.267 - 270, 2005/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.79(Physics, Multidisciplinary)

ホールを添加した一次元ハルデン系Nd$$_{2-x}$$Ca$$_x$$BaNiO$$_5$$のスピン状態を磁化測定と中性子散乱によって調べた。その結果、スピンガラス的な弱い強磁性の振舞と格子に非整合な動的スピン揺らぎが観測された。さらに、10meV付近にこれまで同系の物質で見られなかった新規な磁気励起が観測された。この励起はホールによって誘起されたスピンクラスターの磁気的運動によるものと推察される。

論文

Field-induced ferromagnetic correlation in the metamagnetic crossover in CeRu$$_2$$Si$$_2$$ as studied by neutron scattering

佐藤 真直*; 小池 良浩*; 片野 進; 目時 直人; 門脇 広明*; 河原崎 修三*

Journal of the Physical Society of Japan, 73(12), p.3418 - 3421, 2004/12

 被引用回数:20 パーセンタイル:68.6(Physics, Multidisciplinary)

常磁性重フェルミオン系化合物CeRu$$_2$$Si$$_2$$のc-軸方向に磁場をかけた場合の磁気励起を中性子散乱によって調べた。低温下0.4K,メタ磁性転移の磁場約7.7T近辺で、逆格子点(110)の近くにおいて0.4meVのエネルギーの準弾性的な励起が大きく増強することを発見した。この結果はメタ磁性が磁場誘起の強磁性相関を伴うことを示している。得られた実験結果は最近の準粒子バンドに基づいた理論的予想とよく合致する。

論文

Magnetic field effect on the static antiferromagnetism of the electron-doped superconductor Pr$$_1-x$$LaCe$$_x$$CuO$$_4$$ (x=0.11 and 0.15)

藤田 全基*; 松田 雅昌; 片野 進; 山田 和芳*

Physical Review Letters, 93(14), p.147003_1 - 147003_4, 2004/10

 被引用回数:24 パーセンタイル:72.18(Physics, Multidisciplinary)

電子ドープ超伝導体Pr$$_1-x$$LaCe$$_x$$CuO$$_4$$(x=0.11 and 0.15)の静的なスピン相関に対する磁場効果を中性子散乱によって調べた。反強磁性と超伝導の相境界に位置するx=0.11ではゼロ磁場でT$$_{c}$$以下の温度において格子に整合した磁気秩序が観測される。磁場を印加するとこの磁気秩序は増強され磁気強度と磁気秩序温度が約5Tで最大になるが、その後は9Tまで徐々に減少することがわかった。一方、x=0.15ではゼロ磁場でも8.5Tの磁場下でも磁気秩序が誘起されない。これらは磁場で反強磁性が大きく増大した後に飽和するホールドープ系超伝導体の振舞いと対照的である。この結果は、反強磁性の磁場効果が系の磁気秩序形成の不均一性と関連があることを示唆していると考えられる。

論文

Percolation fractal dimension in scattering line shapes of the random-field Ising model

Ye, F.*; 松田 雅昌; 片野 進; 吉澤 英樹*; Belanger, D. P.*; Sepp$"a$l$"a$, E. T.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Alava, M. J.*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276, p.1298 - 1299, 2004/05

 被引用回数:8 パーセンタイル:41.05(Materials Science, Multidisciplinary)

強磁場下の中性子散乱実験を行い、その散乱曲線からイジングスピン系のランダム磁場効果として、磁気クラスターによるフラクタル構造の証拠を得た。計算機シミュレーションを別途行った結果、実験との良い対応が得られた。

論文

Static antiferromagnetic correlations under magnetic fields in electron-doped high-${it T}$$$_{c}$$ cuprate superconductor Pr$$_{0.89}$$LaCe$$_{0.11}$$CuO$$_{4}$$

藤田 全基*; 松田 雅昌; 片野 進; 山田 和芳*

Physica B; Condensed Matter, 345(1-4), p.19 - 22, 2004/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:7.13(Physics, Condensed Matter)

電子ドープ系高温超伝導体の静的反強磁性相関の磁場依存性を中性子散乱によって調べた。試料は零磁場下では約25Kで超伝導を示し、わずかに反強磁性秩序を示す。5テスラまでの磁場中でこの反強磁性が大きく増大するが、5テスラを越えると磁場とともに徐々に減少する。得られた実験結果をこれまでの高温超伝導体における磁場効果と比較して議論する。磁場下での反強磁性の誘起は、銅酸化物超伝導体における共通のふるまいであることが明らかになった。

論文

Magnetic field effects on the diffuse scattering of a spin-frustrated spinel ferrite ZnFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ single crystal

蒲沢 和也*; 片野 進; 角田 頼彦*

Physica B; Condensed Matter, B345(1-4), p.96 - 98, 2004/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:29.82(Physics, Condensed Matter)

フェライトZnFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の四面体構造のスピンフラストレーションに起因する磁気散漫散乱に対する磁場効果を中性子散乱によって調べた。7テスラまでの磁場下で、強磁性相関に基づく(400)ブラッグ点周りの球対称な散漫散乱は急激に減少し消失した。一方、この系の反強磁性的相関に由来する(300)に沿って走る特徴的な散漫散乱は大きな変化を示さなかった。奇妙なことに、この系の強磁性相関は磁場によって強まるのではなく、逆に弱められることが明らかになった。

論文

Liquid-He-free 10-T superconducting magnet for neutron scattering

片野 進; 皆川 宣明; 目時 直人; 長壁 豊隆; 鈴木 淳市; 小池 良浩; 石井 慶信

Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S270 - S272, 2002/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:50.46(Materials Science, Multidisciplinary)

液体ヘリウムを使用せず2台の冷凍機で直接冷却する新しいタイプの超伝導マグネットを中性子散乱実験用に開発した。マグネットは中性子ビームを通過させるために上下に分かれたスプリットペア型で、これら上下のマグネットはAl合金製の3つのリングと42.5度のAl合金の板で支えられている。合計厚み52mmのリングによって、中性子の透過度は、20MeVの中性子に対して約60%となる。室温ボアは直径51mmで、この中に4K冷凍機又はヘリウムフリーの希釈冷凍機が入れられる。このマグネットを用いた強相関電子系の磁性に対する強磁場効果の研究結果を報告する。

報告書

Progress report on neutron scattering research; April 1, 2001 - March 31, 2002

片野 進; 小泉 智; 松田 雅昌

JAERI-Review 2002-028, 145 Pages, 2002/11

JAERI-Review-2002-028.pdf:14.3MB

本報告は、日本原子力研究所の先端基礎研究センターに所属する中性子散乱研究グループの研究を中心に、研究用原子炉JRR-3Mを利用した所内の中性子散乱研究,所外との協力研究及び共同研究の2001年4月~2002年3月の期間における成果をまとめたものである。

論文

Absence of a magnetic field effect on static magnetic order in the electron-doped superconductor Nd$$_{1.86}$$Ce$$_{0.14}$$CuO$$_{4}$$

松田 雅昌; 片野 進; 上藤 哲嗣*; 藤田 全基*; 山田 和芳*

Physical Review B, 66(17), p.172509_1 - 172509_4, 2002/11

 被引用回数:17 パーセンタイル:62.76(Materials Science, Multidisciplinary)

ここ2,3年の間に、高温超伝導体における磁性と超伝導の相関を明らかにするために磁場中での中性子散乱実験が幾つか行われている。これまでに、ホールドープ型超伝導体La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$とその関連物質において実験が行われており、静的磁気秩序が磁場中安定化し、磁気散乱強度が増加することが報告されている。これは、磁束により超伝導が破壊されている領域を核として静的磁気秩序が発達すると考えられている。これは、磁束格子とスピン揺動の相互作用を意味する。一方、電子ドープ型超伝導体においては、大型で良質な単結晶が得られなかったために、未だ磁場効果の実験がなされていなかった。われわれは大型で良質なNd$$_{1.86}$$Ce$$_{0.14}$$CuO$$_{4}$$単結晶を育成し、磁場中での中性子散乱実験を行った。しかし、磁場中で静的磁気秩序に対する効果は観測されなかった。バルクの超伝導が破壊される臨界磁場を越えても磁場効果が見られないという事実は、ホールドープ型と電子ドープ型で磁性と超伝導の相互作用が異なっていることを示唆している。これは、La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$におけるスピン揺動の研究に対して重要な情報を与えるのみでなく、超伝導発現機構を解明するうえでも重要である。

報告書

Progress report on neutron scattering research; April 1, 2000 - March 31, 2001

相澤 一也; 片野 進; 小泉 智

JAERI-Review 2002-006, 119 Pages, 2002/03

JAERI-Review-2002-006.pdf:8.62MB

本報告書は、日本原子力研究所の先端基礎研究センターに所属する中性子散乱研究グループの研究を中心に、改3号機(JRR-3M)を利用した所内の中性子散乱研究,所外との協力研究及び共同研究の2000年4月~2001年3月の期間における成果をまとめたものである。

論文

Upgrade of the wide-angle neutron diffractometer at the high-flux isotope reactor

石井 慶信; 片野 進; 鈴木 淳市; 相澤 一也; Child, H. R.*; 森井 幸生; Fernandez-Baca, J. A.*

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.453 - 455, 2001/05

原研がHFIRに設置した広角中性子回折装置(WAND)はユニークな装置であり、単結晶をフラットコーン配置で測定することができ、また、粉末試料・多結晶体の回折計として使用できる装置である。新しい中性子実験に対応するためにWAND装置を改良した。本改良の中心は検出器の改良である。検出器は3Heガスを封入した湾曲1次元位置検出器である。この検出器は624本の独立した陽極及び電子回路を持っており、約125度の広い散乱角度範囲にわたっていちどに中性子を計測することができる。新WANDの性能試験の結果、検出器の分解能は0.24度であり、陽極あたりの最大中性子計数速度は2.0$$times$$10$$^{5}$$count/secであることなどがわかった。

報告書

Progress report on neutron scattering research; April 1, 1999 -March 31, 2000

藤原 悟; 相澤 一也; 片野 進

JAERI-Review 2001-005, 99 Pages, 2001/03

JAERI-Review-2001-005.pdf:9.66MB

先端基礎研究センターに所属する中性子散乱グループの研究を中心に、改3号機(JRR-3M)を利用した所内の中性子散乱研究、所外との協力研究及び共同研究の1999年4月~2000年3月の期間における成果をまとめたものである。

論文

Field-induced ferromagnetic correlation in the heavy-fermion compound CeRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$

佐藤 真直*; 小池 良浩; 片野 進; 目時 直人; 門脇 広明*; 河原崎 修三*

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.118 - 120, 2001/00

中性子非弾性散乱実験によってCeRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の強磁場下におけるメタ磁性の起源を調べた。この結果、メタ磁性が起こる約7.7テスラ近傍の磁場で、0.4MeVのエネルギーを持つ強磁性的な磁気励起が強く誘起されることがわかった。典型的な重い電子系であるこの化合物のメタ磁性の出現は、磁場で誘起された強磁性相関の急激な発達によることを示している。

論文

Polaron correlations in ferromagnetic CMR manganites

Fernandez-Baca, J. A.*; Dai, P.*; 若林 信義*; Plummer, E. W.*; 片野 進; 富岡 泰秀*; 十倉 好紀*

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.85 - 87, 2001/00

ORNLに設置された広角中性子回折装置WANDを使って、巨大磁気抵抗効果を示す強磁性のマンガン酸化物、(Pr,Ca)MnO$$_{3}$$と(La,Ca)MnO$$_{3}$$の格子歪みにおける相関を調べた。歪みの場の相関長、格子との不整合性及びその方向の濃度依存性から、格子歪みの発達が系の伝導性(電気抵抗)を著しく低下させることが明らかになった。

論文

Enhancement of static antiferromagnetic correlations by magnetic field in a superconductor La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ with x=0.12

片野 進; 佐藤 真直*; 山田 和芳*; 鈴木 栄男*; 深瀬 哲郎*; 山田 和芳*

Physical Review B, 62(22), p.R14677 - R14680, 2000/12

 被引用回数:142 パーセンタイル:97.09(Materials Science, Multidisciplinary)

超伝導転移温度12KをもつLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$(x=0.12)において超伝導と共存する反強磁性相関に対する磁場効果を、中性子弾性散乱実験によって調べた。CuO$$_{2}$$面に垂直にかけた10テスラの磁場で超伝導は強く抑制される一方、反強磁性ピークの強度は、10テスラで零磁場に比べて50%も増大することが明らかになった。この結果は、磁場によるスピンのゆらぎの抑制として理解できる。

論文

Neutron diffraction of hole polaron ordering in La$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$(x$$simeqfrac{1}{8}$$)

山田 安定; 鈴木 淳市; 及川 健一*; 片野 進; Fernandez-Baca, J. A.*

Physical Review B, 62(17), p.11600 - 11608, 2000/11

 被引用回数:38 パーセンタイル:83.02(Materials Science, Multidisciplinary)

マンガン酸化物La$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$(x$$simeqfrac{1}{8}$$)を冷却した際に見られる結晶格子の歪みを中性子回折により観測した。得られた散乱スペクトルは、ポーラロン秩序を軌道秩序を考慮した構造モデルで解析された。この構造は従来提唱されていた電荷の層状秩序化モデルと異なり、より短周期で電荷が入れ換わる秩序状態を示すものである。

論文

Phase transitions, diffuse scattering and segregation kinetics in the colossal magnetoresistance material Pr$$_{70}$$Ca$$_{30}$$MnO$$_{3}$$

片野 進; Fernandez-Baca, J. A.*; 山田 安定

Physica B; Condensed Matter, 276-278, p.786 - 787, 2000/03

 被引用回数:9 パーセンタイル:47.93(Physics, Condensed Matter)

Pr$$_{70}$$Ca$$_{30}$$MnO$$_{3}$$の電荷秩序、反強磁性並びに強磁性状態を、広角中性子回折装置(WAND)を用いて調べた。試料温度の低下とともに、これら秩序相が出現し、さらに磁場下で強磁性相が大きく発達することが明瞭に観測された。高温では基本反射のまわりに非常に大きく広がった散漫散乱が観測された。これが低温になり、さらに磁場を印加することによって、強磁性反射に成長する。一方、磁場下での強磁性相において、磁場を急速に切ると、強磁性相から電荷秩序した反強磁性相にゆっくりと緩和していくこと、その途中で金属-非金属転移がパーコレイティブ(浸透的)に起こることが明らかになった。

論文

Spin gap in the hole-doped spin ladder system (Sr$$_{2.5}$$Ca$$_{11.5}$$)Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$; Neutron inelastic scattering study

片野 進; 永田 貴志*; 秋光 純*; 西 正和*; 加倉井 和久*

Physical Review Letters, 82(3), p.636 - 639, 1999/01

 被引用回数:65 パーセンタイル:88.73(Physics, Multidisciplinary)

ホール添加の二本足スピンはしご系(Sr$$_{2.5}$$Ca$$_{11.5}$$)Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は高圧下で特異な超伝導を示すが、この超伝導の発現に密接に関連していると考えられているスピン液体状態についてはよくわかっていない。このスピン状態に関して、常圧において中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、スピン液体状態を記述するスピンギャップのエネルギーは32.1MeVで、これは純粋な母物質Sr$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の値とほとんど変わっていないことがわかった。また分散関係から得られた交換相互作用のエネルギーは、はしご方向に約90MeV(J$$_{//}$$)、さんの方向に約65MeV(J$$_{bot}$$)と得られた。これらは母物質の値よりわずかに小さくなっている。

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