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論文

Intercorrelated anomalous Hall and spin Hall effect in kagome-lattice Co$$_{3}$$Sn$$_{2}$$S$$_{2}$$-based shandite films

Lau, Y.-C.*; 池田 絢哉*; 藤原 宏平*; 小沢 耀弘*; Zheng, J.*; 関 剛斎*; 野村 健太郎*; Du, L.*; Wu, Q.*; 塚崎 敦*; et al.

Physical Review B, 108(6), p.064429_1 - 064429_11, 2023/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.064429
 被引用回数：8 パーセンタイル：74.51(Materials Science, Multidisciplinary)

Magnetic Weyl semimetals (mWSMs) are characterized by linearly dispersive bands with chiral Weyl node pairs associated with broken time-reversal symmetry. One of the hallmarks of mWSMs is the emergence of large intrinsic anomalous Hall effect. On heating the mWSM above its Curie temperature, the magnetism vanishes while exchange-split Weyl point pairs collapse into doubly degenerate gapped Dirac states. Here, we reveal the attractive potential of these Dirac nodes in paramagnetic state for efficient spin current generation at room temperature via the spin Hall effect. Ni and In are introduced to separately substitute Co and Sn in a prototypal mWSM Co$$_{3}$$Sn$$_{2}$$S$$_{2}$$ shandite film and tune the Fermi level. Composition dependence of spin Hall conductivity for paramagnetic shandite at room temperature resembles that of anomalous Hall conductivity for ferromagnetic shandite at low temperature; exhibiting peak-like dependence centering around the Ni-substituted Co$$_{3}$$Ni$$_{1}$$Sn$$_{2}$$S$$_{2}$$ and undoped Co$$_{3}$$Sn$$_{2}$$S$$_{2}$$ compositions, respectively. The observed spin Hall and anomalous Hall conductivity maxima at different compositions reflect optimum Fermi-level positioning relative to the paramagnetic Dirac and magnetic Weyl states, suggesting the common origin and intercorrelation between the two Hall effects. Our findings highlight a strategy for the quest of spin Hall materials, guided by the abundant experimental anomalous Hall-effect data of ferromagnets in the literature.

論文

${it In situ}$ WB-STEM observation of dislocation loop behavior in reactor pressure vessel steel during post-irradiation annealing

Du, Y.*; 吉田 健太*; 嶋田 雄介*; 外山 健*; 井上 耕治*; 荒河 一渡*; 鈴土 知明; Milan, K. J.*; Gerard, R.*; 大貫 惣明*; et al.

Materialia, 12, p.100778_1 - 100778_10, 2020/08

https://doi.org/10.1016/j.mtla.2020.100778

長期に原子炉圧力容器の健全性を確保するためには、照射が材料に及ぼす影響を理解する必要がある。本研究では我々が新規開発したWB-STEMを用いて、中性子照射された原子炉圧力容器試験片を焼鈍中、照射誘起転位ループの観察を行った。焼鈍温度を上げると$$<100>$$ループの割合が増加していることが確認された。また、2つの$$frac{1}{2}$$$$<111>$$ループが衝突して$$<100>$$ループになる現象の観察に初めて成功した。転位に転位ループがデコレートする現象も観察され、分子動力学シミュレーションによってそのメカニズムが説明することができた。

論文

Observation of magnetoelastic effects in a quasi-one-dimensional spiral magnet

Wang, C.*; Daiwei, Y.*; Liu, X.*; Chen, R.*; Du, X.*; Hu, B.*; Wang, L.*; 飯田 一樹*; 蒲沢 和也*; 脇本 秀一; et al.

Physical Review B, 96(8), p.085111_1 - 085111_5, 2017/08

AA2017-0274.pdf:1.02MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.085111
 被引用回数：9 パーセンタイル：39.14(Materials Science, Multidisciplinary)

This paper presents a systematic study of spin and lattice dynamics in the quasi-one-dimensional spiral magnet CuBr$$_2$$, using Raman scattering in conjunction with infrared and neutron spectroscopy. Along with the development of spin correlations upon cooling, we observe a rich set of broad Raman bands at energies that correspond to phonon-dispersion energies near the one-dimensional magnetic wave vector. The low-energy bands further exhibit a distinct intensity maximum at the spiral magnetic ordering temperature.

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：55.81(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。

口頭

In-situ weak-beam scanning transmission electron microscopy for quantitative dislocation analysis in nuclear materials during post-irradiation annealing

吉田 健太*; Du, Y.*; 嶋田 雄介*; 鈴土 知明; 外山 健*; 井上 耕治*; 荒河 一渡*; Milan, K. J.*; Gerard, R.*; 永井 康介*

no journal, , 

新開発のビームセレクター, 環状検出器, 高速CCDカメラ, イメージングフィルターを収差補正電子顕微鏡のカメラチャンバーに取り付けることにより、新規ウィークビーム走査透過型電子顕微鏡(WB-STEM)を開発した。開発されたWB-STEMは転位ループの動的挙動の観察能力が大きく向上していることが、その場観察よって確認された。また、さらに、分子動力学を用いて転位ループ挙動の数値シミュレーションを実施し、実験結果が理論解析によって良く説明されていることを確認した。よって本WB-STEMは原子炉圧力容器(RPV)鋼等の原子力材料の脆化メカニズムを理解に大きく役立つと期待される。

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