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論文

Magnetic structure of divalent europium compound EuGa$$_{4}$$ studied by single-crystal time-of-flight neutron diffraction

川崎 卓郎; 金子 耕士; 仲村 愛*; 阿曽 尚文*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 田村 格良; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(11), p.114711_1 - 114711_5, 2016/11

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

The magnetic structure of the intermetallic compound EuGa$$_{4}$$ was investigated using single-crystal neutron diffraction with TOF Laue technique on the new diffractometer SENJU at MLF of J-PARC. Despite of the high neutron absorption of Eu, a vast number of diffraction spots were observed without isotope enrichment. The magnetic reflections appeared at $$h + k + l$$ $$neq$$ 2$$n$$ below 16 K, indicating that the ordering vector is $$q$$ = (0, 0, 0). The continuous evolution of the magnetic reflection intensity below T$$_{N}$$ follows a squared Brillouin function for $$S$$ = 7/2. By adopting a wavelength-dependent absorption collection, the magnetic structure of EuGa$$_{4}$$ revealed that a nearly full magnetic moment of 6.4 $$mu$$B of Eu lies within the basal plane of the lattice.

論文

Single crystal neutron diffraction study of high neutron absorbing compound EuGa$$_{4}$$

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014009_1 - 014009_4, 2014/03

Single crystal neutron diffraction measurement of EuGa$$_{4}$$ has been carried out using time-of-flight single crystal neutron diffractometer SENJU at BL18 in MLF/J-PARC. In spite of extremely high neutron absorption of natural Eu, significant numbers of Bragg reflection were observed. Lattice parameters and Bravais lattice at above $$T_mathrm{N}$$ (=15 K) obtained from the positions and systematic extinction of the reflections were well agreed with the result of single crystal X-ray diffraction. Further, magnetic reflections were clearly observed at below $$T_mathrm{N}$$ at the positions of forbidden reflections of body-centered lattice of EuGa$$_{4}$$. An antiferromagnetic structure with the propagation vector $$q$$ = 0 was clarified.

論文

Uniaxial-pressure control of magnetic phase transitions in a frustrated magnet CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (x =0, 0.018)

中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09

We have investigated effects of applied uniaxial pressure ($$p$$) on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (CFGO) with $$x$$ = 0.018. We have performed neutron diffraction, spherical neutron polarimetry, magnetic susceptibility and pyroelectric measurements under $$p$$ up to 100 MPa applied on the [1$$bar1$$0] surfaces of the single crystal samples.

論文

Uniaxial-pressure control of magnetic phase transitions in a frustrated magnet CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ ($$x$$ = 0, 0.018)

中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09

 被引用回数:9 パーセンタイル:39.11(Physics, Multidisciplinary)

We have investigated effects of applied uniaxial pressure ($$p$$) on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (CFGO) with $$x$$ = 0.018 by spherical neutron polarimetry. In both of CFO and CFGO ($$x$$ = 0.018), the application of $$p$$ significantly increases the transition temperature from the paramagnetic phase to a collinear incommensurate antiferromagnetic phase. This suggests that the application of $$p$$ breaks equilateral symmetry of the triangular lattice and partially relieves geometrical spin frustration, which generally suppresses long-range magnetic orderings. Thus we demonstrated that uniaxial pressure can be an effective tool to control magnetic phase transitions in frustrated magnets.

論文

Fractal dimension in percolating Heisenberg antiferromagnets

伊藤 晋一*; 梶本 亮一; Adams, M. A.*; Bull, M. J.*; 岩佐 和晃*; 阿曽 尚文*; 吉澤 英樹*; 竹内 徹也*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part2), p.1549 - 1551, 2007/03

三次元パーコレーション・ハイゼンベルク反強磁性体RbMn$$_c$$Mg$$_{1-c}$$F$$_3$$における静的・動的性質を調べた。磁性イオン濃度がパーコレーション濃度$$c_P=0.312$$に近い試料を用いて、超格子点近傍をネール温度$$T_N$$より低い温度にて測定した。中性子回折実験により、弾性散乱成分の波数依存性は$$q^{-x}$$でよく表されることがわかった。さらに非弾性中性子散乱によって磁気フラクトンを測定したところ、観測されたフラクトンは$$q^z$$の分散関係を持つことがわかった。実験から求められた指数は$$x=2.43 pm 0.05$$及び$$z=2.5 pm 0.1$$であり、両者ともフラクタル次元$$D_f=2.48$$とよく一致する。

論文

Single crystal synchrotron X-ray diffraction study under pressure in UGe$$_{2}$$

阿曽 尚文*; 大和田 謙二; 綿貫 徹; 町田 晃彦; 大村 彩子; 稲見 俊哉; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*; 廣田 和馬*; 佐藤 憲昭*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.88 - 90, 2006/08

強磁性超伝導体UGe$$_{2}$$において、低温高圧下において理論的に予測されたCDWの探索を行った。実験は放射光を用いた振動写真法により行われたが、基本反射強度の10$$^{-4}$$の範囲でCDWを示唆する反射を観測することはできなかった。

論文

Magnetization dynamics in the normal and superconducting phases of UPd$$_2$$Al$$_3$$, 1; Surveys in reciprocal space using neutron inelastic scattering

Hiess, A.*; Bernhoeft, N.*; 目時 直人; Lander, G.*; Roessli, B.*; 佐藤 憲昭*; 阿曽 尚文*; 芳賀 芳範; 小池 良浩*; 小松原 武美*; et al.

Journal of Physics; Condensed Matter, 18(26), p.R437 - R451, 2006/07

本論文はUPd$$_2$$Al$$_3$$の単結晶試料を用いて行った中性子非弾性散乱実験から結果を示す。私たちは幅広いエネルギー範囲に及ぶ中性子非弾性散乱実験の結果からわかった動的磁性の波数-エネルギー依存性を分析し、2つのグループにより独立に発表されたデータと比較する。この研究は反強磁性と超伝導性の共存状態に対してユニークな洞察をもたらす。

論文

Neutron scattering investigation on quantum spin system SrCu$$_{2}$$(BO$$_{3}$$)$$_{2}$$

加倉井 和久; 温井 克行*; 阿曽 尚文*; 西 正和*; 門脇 広明*; 陰山 洋*; 上田 寛*; Regnault, L.-P.*; C$'e$pas, O.*

Progress of Theoretical Physics Supplement, (159), p.22 - 32, 2005/10

二次元S=1/2Shastry-Sutherland系SrCu$$_{2}$$(BO$$_{3}$$)$$_{2}$$の熱中性子及び冷中性子散乱実験のレビュー。中性子散乱による3meVのギャップを持つ第一励起、4から7meVのエネルギー領域で2トリプレット束縛励起状態、13meVまでの高次束縛励起状態の観測により、直交ダイマー系特有な励起状態を明らかにした。

論文

High energy-resolution inelastic neutron scattering experiments on triplet bound state excitations in SrCu$$_{2}$$(BO$$_{3}$$)$$_{2}$$

阿曽 尚文*; 陰山 洋*; 温井 克行*; 西 正和*; 門脇 広明*; 上田 寛*; 加倉井 和久

Journal of the Physical Society of Japan, 74(8), p.2189 - 2192, 2005/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:55.3(Physics, Multidisciplinary)

二次元S=1/2Shastry-Sutherland系SrCu$$_{2}$$(BO$$_{3}$$)$$_{2}$$において4から7meVのエネルギー遷移領域でトリプレット束縛励起の波数依存性を高エネルギー分解能冷中性子非弾性散乱実験で初めて観測した。この直交ダイマー系ではこのエネルギー領域に分散のない2トリプレット束縛励起状態が数多く存在することが明らかになった。

論文

Phonon anomaly on Na$$_x$$HfNCl superconductors with ${it T}$$$_c$$=22 K

社本 真一; 平井 淳郎*; 山中 昭司*; 阿曽 尚文*; 梶谷 剛*

Journal of Neutron Research, 12(4), p.295 - 300, 2004/12

T$$_c$$=22Kのx=0.27と0.38のNa$$_x$$HfNCl超伝導体について、中性子粉末非弾性散乱実験を行った。その結果、例えば前者の試料では、E=15, 29, 76と81meVで、温度に依存したフォノン異常が見つかった。そのなかで、Q=6$AA $^{-1}$$で、E=14.5meVのフォノン異常は両方の試料で再現され、T$$_c$$よりもずっと高い40Kから、その異常が始まることを見つけた。 そのフォノンは、ab-面内のE$$_u$$モードであり、おもに塩素とハフニウム原子が振動している。この振動は、バンド構造を変調するものである。キャリアの不均一性の観点から、フォノン異常を議論した。

論文

Higher-order collinear interaction and magnetic excitation in the 5f localized system U$$_{3}$$Pd$$_{20}$$Si$$_{6}$$

目時 直人; 小池 良浩; 芳賀 芳範; 金子 耕士; 荒木 新吾; McEwen, K. A.*; 神木 正史*; 阿曽 尚文*; Lander, G. H.; 小松原 武美*; et al.

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S1957 - S1963, 2003/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.82(Physics, Condensed Matter)

ウラン局在系U$$_{3}$$Pd$$_{20}$$Si$$_{6}$$の磁気構造,スピン波励起と結晶場励起、そして低エネルギーの励起について、報告する。この物質はウラン化合物としてはめずらしく局在的な5f電子状態を持つ。4aサイトと8cサイトのウランの高次の相互作用にともなう、磁気相図,コリニアーな磁気構造について議論する。さらに、磁気励起についても5f電子のへん歴・局在性の観点から議論する。

論文

Magnetic structure, phase diagram, and a new type of spin-flop transition dominated by higher order interaction in a localized 5$$f$$ system U$$_{3}$$Pd$$_{20}$$Si$$_{6}$$

小池 良浩; 目時 直人; 芳賀 芳範; McEwen, K. A.*; 神木 政史*; 山本 竜之介*; 阿曽 尚文*; 立岩 尚之*; 小松原 武美*; 木村 憲彰*; et al.

Physical Review Letters, 89(7), p.077202_1 - 077202_4, 2002/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:54(Physics, Multidisciplinary)

局在5f電子系ウラン金属間化合物U$$_{3}$$Pd$$_{20}$$Si$$_{6}$$の磁気構造,磁気相図,新しい機構に基づくメタ磁性転移を、原研が開発した液体ヘリウムフリー中性子散乱実験用10Tマグネット及び希釈冷凍機を用いた中性子回折実験によって明らかにした。基底状態では4aサイトの強磁性秩序と8cサイトの反強磁性秩序状態が、ウランスピンが平行になるように結合していることが明らかになった。この物質におけるサイト間ハイゼンベルグ交換相互作用はキャンセルしている。そのため、この磁気構造が安定化するためには、より高次の相互作用が必要であることが明らかになった。その起源として最も可能性が高いのは、結晶構造及び磁気構造から4体の交換相互作用と考えられる。5f電子系においては4体相互作用はいまだかつて観察された報告例がなく、交換相互作用のキャンセルと、サイト間の結合に伴うフラストレーションによって生じた強い磁気揺らぎによって4体相互作用が顕著に現れたと結論できる。

論文

Dzyaloshinski-Moriya interaction in the 2D spin gas system SrCu$$_{2}$$(BO$$_{3}$$)$$_{2}$$

C$'e$pas, O.*; 加倉井 和久; Regnault, L. P.*; Ziman, T.*; Boucher, J. P.*; 阿曽 尚文*; 西 正和*; 陰山 洋*; 上田 寛*

Physical Review Letters, 87(16), p.167205_1 - 167205_4, 2001/10

 被引用回数:94 パーセンタイル:7.23(Physics, Multidisciplinary)

Dzyaloshinski-Moriya(DM)相互作用が直交ダイマー系SrCu$$_{2}$$(BO$$_{3}$$)$$_{2}$$の磁気的フラストレーションを一部解消することを明らかにした。ESRや中性子非弾性散乱で観察された第一トリプレット励起状態の微細構造及び異常な磁場依存性がこの静的DM相互作用で説明できることを示し、第一トリプレット励起の分散の主なる原因であることを主張した。またESR遷移の強度を説明するためにスピン-フォノン相互作用による動的DM相互作用の可能性も指摘した。

口頭

TbMnO$$_3$$ の低エネルギー磁気励起

梶本 亮一; 三井 由佳利*; 吉澤 英樹*; 阿曽 尚文*; 新谷 寛*; 木村 剛*; 十倉 好紀*

no journal, , 

${it R}$MnO$$_3$$は長周期磁気秩序相で強誘電性を示すことで最近注目されている。TbMnO$$_3$$ではスピンは${it T}$ $$_{N}$$=42Kで波数ベクトル$$mathbf{q}_mathrm{spin}=0.29mathbf{b}^*$$のサイン波的な非整合秩序を示すが、$$T_mathrm{C}=28$$Kでは磁気秩序が$$mathbf{q}_mathrm{spin}=0.28mathbf{b}^*$$の楕円型らせん秩序に変化するとともに強誘電性が生じる。われわれのこれまでの中性子散乱実験の結果、TbMnO$$_3$$では10K($$< T_mathrm{c}$$)においてA型反強磁性のゾーン全体にわたって磁気励起が存在し、その分散関係は$$mathbf{q}=mathbf{Q}-mathbf{G}$$($$mathbf{G}$$はゾーン中心)の小さいところを除いて、最近接間相互作用と次近接間相互作用の競合を取り入れたハイゼンベルクモデルでよく記述できることがわかった。さらに、$$mathbf{q}$$の小さいところには複雑な構造の励起が存在していることがわかったが、分解能の不足のために詳細な構造は不明であった。今回、TbMnO$$_3$$$$mathbf{q}$$の小さい領域における磁気励起を、分解能の高い冷中性子を用いた中性子散乱実験によって観測した。その結果、10Kにおいて磁気秩序の波数付近で図のような3つの分散を持つ特異な励起が観測された。一番上の分散はゾーン中心からゾーン境界まで連続しているのに対し、他の2本は$$mathbf{q}_mathrm{spin}$$で極小を持ち、$$mathbf{q}_mathrm{spin}$$より$$mathbf{q}$$が大きくなるにつれ急速に強度を失う。この磁気励起は楕円型らせん秩序という特殊な磁気秩序に起因する可能性がある一方で、電気分極あるいはフォノンと結合した新規な励起である可能性も期待される。

口頭

単結晶中性子回折法による高い中性子吸収を示すEuGa$$_{4}$$の磁気構造解析

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; et al.

no journal, , 

物質の磁気的性質を調べる手段として、中性子回折を用いた磁気構造解析は基礎的かつ強力である。パルス中性子回折では短波長の中性子を利用できるためEuやDyのように中性子の吸収が大きな元素を含む物質の構造研究に有効であることが期待される。EuGa$$_{4}$$は豊富な物性を示すことで知られるEuT$$_{2}$$X$$_{2}$$で表される122化合物と呼ばれる一連の物質の母物質であると考えられており、15Kで反強磁性的な相転移を示すことが報告されているが、詳細な磁気構造は明らかになっていない。今回、J-PARC/MLFの単結晶中性子回折装置SENJUを使用して、Euを吸収の小さい同位体に置換していないEuGa$$_{4}$$単結晶の磁気構造解析を試みたので、結果を報告する。

口頭

New neutron scattering results on the spin dynamics in UNi$$_2$$Al$$_3$$ and UPd$$_2$$Al$$_3$$

Scheneidewind, A.*; Hiess, A.*; Stockert, O.*; 阿曽 尚文*; 佐藤 憲昭*; Raymond, S.*; 金子 耕士; Blackburn, E.*; Steffens, P.*; Lander, G. H.*

no journal, , 

Inelastic neutron scattering (INS) has been of particular importance in studying the interrelation of magnetism and superconductivity by determining the momentum- and energy-dependent microscopic spin dynamics in both the normal and superconducting state. In this context, we recently revisited the spin dynamics in the iso-structural magnetic superconductors UPd$$_2$$Al$$_3$$ ($$T_c$$ = 2K) and UNi$$_2$$Al$$_3$$ ($$T_c$$ = 1K). The magnetic order in UPd$$_2$$Al$$_3$$ is commensurate with $$Q_0$$ = (0, 0, 0.5), but incommensurate in UNi$$_2$$Al$$_3$$ with $$Q^*$$ = (0.39, 0, 0.5). We here present new INS results on the normal state spin dynamics of UNi$$_2$$Al$$_3$$ in high resolution TAS mode as well as with the FlatCone set-up, and the influence of magnetic field on the spin dynamics in the superconducting state in UPd$$_2$$Al$$_3$$ with a half-polarized setup.

口頭

単結晶中性子回折法を用いた高い中性子吸収を示すEuX$$_{4}$$(X=Al,Ga)の磁気構造の研究

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; et al.

no journal, , 

単結晶中性子回折法による磁気反射の観測は物質の磁気的性質を調べるための最も基礎的かつ強力な手法であるが、Eu, Gd, Sm, Dyなどの希土類元素は中性子の吸収が非常に大きく、これらの元素を含む化合物の中性子回折による磁気構造の研究例は限られている。一方、吸収の影響が小さい短波長中性子を利用可能な白色中性子と、大面積検出器を組み合わせたパルス中性子回折装置を用いることで、吸収の大きな希土類元素を含む物質の磁気構造を効率的に調べられることが期待できる。我々はEuを含み、同一な結晶構造と原子価をもちながらも異なる磁気転移を示す二つの物質、EuGa$$_{4}$$とEuAl$$_{4}$$に注目し、J-PARC MLF BL18に設置された単結晶中性子回折装置SENJUを用いて中性子回折測定を実施した。その結果、これらの物質において異なる磁気的秩序状態を示す磁気反射を観測し、EuGa$$_{4}$$は4Kにおいて伝搬ベクトルq=(0 0 0)の反強磁性的構造であり、EuAl$$_{4}$$は不整合的な磁気構造となっていることがわかった。

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