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論文

Behavior of Sm in the boron cage of Sm-doped $$R$$B$$_{6}$$ ($$R$$ =Yb, La) observed by multiple-wavelength neutron holography

上地 昇一*; 大山 研司*; 福本 陽平*; 金澤 雄輝*; 八方 直久*; 原田 正英; 稲村 泰弘; 及川 健一; 松浦 航*; 伊賀 文俊*; et al.

Physical Review B, 102(5), p.054104_1 - 054104_10, 2020/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.054104
 被引用回数：7 パーセンタイル：44.34(Materials Science, Multidisciplinary)

We have succeeded in visualizing the local atomic structures around Sm in $$R$$B$$_{6}$$ ($$R$$ =Yb, La), in which a rareearth atom is located in the boron cage, using the newly developed technique for local structure investigations, multiple-wavelength neutron holography in a pulsed neutron facility. From the local atomic structures, we were able to clarify the behavior of Sm in the boron cage. Doped Sm in YbB$$_6$$ fluctuates within the boron cage with a mean displacement of 0.25(4) ${AA}$, while that of Sm in LaB$$_6$$ is approximately 0.15 ${AA}$. The Sm doping causes the fluctuation of the first-nearest-neighbor B with a mean displacement of 0.28 ${AA}$, while its effect on La, Yb, and the rest of the boron atoms is negligible. These are the first observations of the local behavior of doped rare-earth atoms and B in rare-earth borides with boron cages.

論文

Magnetic-ordering propagation vectors of terbium hexaboride revisited

岩佐 和晃*; 伊賀 文俊*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; 大原 高志

Journal of the Physical Society of Japan, 87(6), p.064705_1 - 064705_5, 2018/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.064705
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

The magnetic-ordered state of a single-crystal sample of TbB$$_{6}$$ has been studied with the high-precision neutron diffraction instrument SENJU installed at BL18 of the Materials and Life Science Facility in J-PARC. We observed new Bragg-reflection spots characterized by a propagation vector $$q_{rm M2}$$ = (1/4, 1/4, 0) below the N$'e$el temperature $$T_{rm N}$$ $$approx$$ 20 K, in addition to the $$q_{rm M1}$$ = (1/4, 1/4. 1/2) reported in the previous literatures. Because X-ray Thomson scattering measurements do not detect the $$q_{rm M2}$$ superlattice reflections at 13 K, $$q_{rm M2}$$ is a new magnetic-ordering propagation vector. The magnetic multi-q structure of TbB$$_{6}$$ is similar to that of CeB$$_{6}$$, whereas the ratio of the $$q_{rm M2}$$ amplitude to that of qM1 is smaller than in CeB$$_{6}$$. The combination of $$q_{rm M1}$$ and $$q_{rm M2}$$ is expected to assist the $$q_{rm L1}$$ = (1/2, 0, 0) lattice modulation.

論文

Large ferroquadrupole moment induced in the octupole-ordered Ce$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$ revealed by high-resolution X-ray diffraction

稲見 俊哉; 道村 真司*; 林 佑弥*; 松村 武*; 世良 正文*; 伊賀 文俊*

Physical Review B, 90(4), p.041108_1 - 041108_5, 2014/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.041108
 被引用回数：9 パーセンタイル：38.87(Materials Science, Multidisciplinary)

高分解能X線回折実験をCe$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$に対して行った。この化合物は$$T_O$$=1.4K以下で反強八極子秩序(AFO)を示し、このAFO相では強四極子とそれに伴う菱面体歪みが誘起されることが理論的に示唆されている。我々は、$$T_O$$以下でのBragg反射の分裂を観測し、ユニットセルは[111]に伸びた菱面体であることを見出した。我々はさらに誘起四極子の大きさを得られた剪断歪みから評価し、AFO相で四極子は縮んでいないことを見出した。

論文

Multipole order and fluctuation in Ce$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$ studied by resonant X-ray diffraction

松村 武*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 大坪 亨*; 谷田 博司*; 伊賀 文俊*; 世良 正文*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.014008_1 - 014008_6, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.014008

Ce$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$の1.5K以下の$$T_{beta}$$型反強八極子秩序相(AFO)を磁場中共鳴X線回折法で研究し、AFO相の磁場誘起の多極子を同定した。$$Gamma_8$$ 4重項結晶場基底状態における$$T_{beta}$$型AFO相に対する平均場近似では、$$O_{22}$$と$$O_{20}$$が最も誘起される反強四極子と予想される。しかし、この予想に反して、主な誘起モーメントは$$O_{xy}$$型反強四極子と分かった。

論文

Synchrotron radiation-based M$"o$ssbauer spectra of $$^{174}$$Yb measured with internal conversion electrons

増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 伊賀 文俊*; 瀬戸 誠

Applied Physics Letters, 104(8), p.082411_1 - 082411_5, 2014/02

https://doi.org/10.1063/1.4866280
 被引用回数：21 パーセンタイル：65.2(Physics, Applied)

本研究では、核共鳴吸収に伴うX線と電子を同時に検出できる検出器を備えた装置を世界に先駆けて開発し、その装置と大型放射光施設SPring-8の大強度X線を用いて、YbB$$_{12}$$に含まれる$$^{174}$$Ybの放射光メスバウアースペクトルを測定することに成功した。今後、さまざまな元素の放射光メスバウアー測定が可能になり、レアアース磁石などの磁石材料や錯体・触媒材料・エレクトロニクス材料といった機能性材料の研究に進展がもたらされることが期待できる。本研究の一部は科学研究費補助金・基盤研究S「同位体特定による局所状態解明のための先進的メスバウアー分光法開発」及び研究スタート支援「放射光を用いたネオジム核共鳴散乱法の開発」の補助を受け、SPring-8の利用課題として行われた。

論文

Evidence for hidden quadrupolar fluctuations behind the octupole order in Ce$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$ from resonant X-ray diffraction in magnetic fields

松村 武*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 大坪 亨*; 谷田 博司*; 伊賀 文俊*; 世良 正文*

Physical Review B, 89(1), p.014422_1 - 014422_13, 2014/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.014422
 被引用回数：14 パーセンタイル：52.23(Materials Science, Multidisciplinary)

Ce$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$の多極子秩序相(IV相)を磁場中共鳴X線回折法で研究した。入射X線の直線偏光を回転するダイアモンド移相子と結晶アナライザを用いることにより全偏光解析を行い、磁場中の秩序変数を同定した。解析結果は、$$Gamma_{rm 5g}$$四極子が$$Gamma_{rm 3g}$$より磁場によってより誘起されることを示しており、これは$$Gamma_{rm 3g}$$が主要な誘起秩序変数であるとする平均場計算の結果と一致しない。したがって、我々は、$$Gamma_{rm 5g}$$四極子の大きな揺らぎが八極子秩序の背後に隠れていると考えている。

論文

Application of miniature pulsed magnets to synchrotron X-ray spectroscopy and neutron diffraction

松田 康弘*; 村田 悠人*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 野尻 浩之*; 大山 研司*; 加藤 直樹*; 村上 洋一*; 伊賀 文俊*; 高畠 敏郎*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 51, p.490 - 493, 2006/00

https://doi.org/10.1088/1742-6596/51/1/111
 被引用回数：8 パーセンタイル：92.36(Physics, Condensed Matter)

Synchrotron X-ray and neutron experiments in high magnetic fields have been performed using miniature pulsed magnets. In EuNi$$_2$$(Si$$_{0.18}$$Ge$$_{0.82}$$)$$_2$$, the drastic change of the $$L$$$$_{3}$$-edge absorption spectrum is found at the valence state transition. While, no changes of the spectra are found at the insulator-metal transitions in Kondo insulators YbB$$_{12}$$ and Ce$$_3$$Bi$$_4$$Pt$$_3$$. As a test experiment the high field neutron diffraction experiment of MnF$$_2$$ has been carried out at JRR-3M reactor.

論文

Search for orbital excitation in YTiO$$_3$$ by neutron scattering

社本 真一; 坪田 雅己*; 伊賀 文俊*; F${aa}$k, B.*; 梶谷 剛*

Journal of Neutron Research, 13(1-3), p.175 - 178, 2005/03

https://doi.org/10.1080/10238160412331299951

30Kの強磁性転移温度を持つYTiO$$_3$$を、5, 40, 200Kの温度で、また130, 500meVの入射エネルギーで、MARI分光器によって調べた。広いQ-E領域(0.5$$<$$Q$$<$$25$AA $^{-1}$$, 6$$<$$E$$<$$350meV)で、明瞭な軌道励起は観測できなかった。軌道励起の強度はフォノンに比べて顕著に低いと思われる。

論文

$$^{171}$$Yb NMR in the Kondo semiconductor YbB$$_{12}$$

生嶋 健司; 加藤 益丈*; 滝川 仁*; 伊賀 文俊*; 日浦 さやか*; 高畠 敏郎*

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.274 - 275, 2000/06

https://doi.org/10.1016/S0921-4526(99)00815-7
 被引用回数：23 パーセンタイル：72.46(Physics, Condensed Matter)

近藤半導体YbB$$_{12}$$の単結晶において、66%の大きなナイトシフトをもつ$$^{171}$$Yb NMR信号観測に成功した。115T/$$mu_{B}$$のその超微細結合定数はYb$$^{3+}$$イオンのJ=7/2状態の計算値と一致しており、低温極限の帯磁率はJ=7/2多重項内のVan VlecK項であることがわかった。また、Ybサイトの核スピン-格子緩和率は87Kの活性化エネルギーをもって温度変化しているが、Bサイトでは異なる温度依存性が観測された。

口頭

立方晶$$Gamma_8$$基底DyB$$_6$$の$$mu$$SRによる研究

伊藤 孝; 髭本 亘; 二宮 和彦; 伊賀 文俊*

no journal, , 

立方晶DyB$$_6$$は$$Gamma_8$$結晶場基底をとり、低温において2段階の逐次相転移を示す。高温側の秩序相では巨視的な格子歪みが観測されており、強四極子秩序が起こっていると考えられている。しかしながら、このモデルでは磁化の温度依存性が説明できないなどの問題が残っている。われわれは、この高温秩序相の性質を微視的な観点から調べるために、J-PARC及びPSIにおいてミュオンスピン回転・緩和法($$mu$$SR)による研究を行った。零磁場における$$mu$$SRスペクトルは緩和率の大きく異なる2成分を含み、これらの強度比は2つの転移温度付近において顕著な変化を示す。これは格子間隙位置における磁気的状態が相転移に伴い大きく変化していることを意味している。さらに興味深いことに、転移温度よりも十分高温の常磁性状態において静的内部磁場の発生を示す信号が観測された。f電子系化合物PrPb$$_3$$においてもPrの増強核磁性に起因する類似の振る舞いが観測されていることから、本件もDyの増強核磁性に関連した現象として理解できるものと考えられる。

口頭

立方晶$$Gamma_8$$基底DyB$$_6$$の$$mu$$SRによる研究,2

伊藤 孝; 髭本 亘; 二宮 和彦; 伊賀 文俊*

no journal, , 

立方晶DyB$$_6$$は$$Gamma_8$$結晶場基底をとり、低温において2段階の逐次相転移を示す。高温側の秩序相では巨視的な格子歪みが観測されており、強四極子秩序が生じていると考えられている。しかしながら、このモデルでは磁化の温度依存性が説明できないなどの問題が残っている。われわれは、この高温秩序相の性質を微視的な観点から調べるためにJ-PARC及びPSIにおいてミュオンスピン回転・緩和法($$mu$$SR)による研究を行い、前回の講演において、格子間隙位置の磁気的状態が相転移に伴い大きく変化していることを報告した。本講演では常磁性状態において観測された異常な$$mu$$SR信号について報告する。磁場中のミュオンスピン回転信号は相転移温度より十分高温であるにもかかわらず静的内部磁場の発生を示唆する形状を呈し、この影響は100K付近において最も顕著となる。f電子系化合物PrPb$$_3$$においてもPrの増強核磁性に起因する類似の振る舞いが観測されていることから、本件もDyの増強核磁性に関連した現象として理解できるものと考えられる。

口頭

Ce$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_{6}$$のIV相における極低温磁場中共鳴X線回折

道村 真司; 稲見 俊哉; 大坪 亨*; 松村 武*; 谷田 博司*; 世良 正文*; 伊賀 文俊*

no journal, , 

希土類ホウ化物Ce$$_x$$La$$_{1-x}$$B$$_6$$のIV相では$$Gamma_{5u}$$型反強八極子秩序が提案されているが、説明できない物性も示されている。そのため、IV相の理解には、実験的な多極子秩序変数の決定が期待されている。今回われわれは、共鳴X線回折実験(RXS)としては、国内初の最低温0.5Kでの磁場中実験を行い、IV相の秩序変数と思われる信号の観測に成功した。講演ではIV相の秩序変数とその磁場依存性について議論した。

口頭

Tm$$_{1-x}$$Yb$$_x$$B$$_6$$の磁気秩序状態

髭本 亘; 伊藤 孝; 二宮 和彦; 伊賀 文俊*; 福田 賢二*; 高畠 敏郎*

no journal, , 

RB$$_6$$(Rは希土類元素)は多彩な物性を示すことが知られている。例えば、CeB$$_6$$は近藤格子の典型物質と考えられており、多極子秩序など多くの視点からの研究がなされている。TmB$$_6$$に関してはTmの価数揺動が考えられ、どのような物性が見られるか興味が持たれている一方、これまで試料作製についての報告はなされていない。またYbB$$_6$$に関しては磁気的には非磁性の基底状態を持つことが知られている。今回、Tm$$_{0.55}$$Yb$$_{0.45}$$B$$_6$$の多結晶試料において、ミュオンスピン緩和測定($$mu$$SR)実験を行い、磁気的基底状態についての研究を行った。その結果、ゼロ磁場下で約2K付近から低温で明確な静磁場の発生が確認され、系全体が磁気秩序状態にあることが確認された。

口頭

高分解能X線回折によるCe$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$ IV相の菱面体歪みの患側

稲見 俊哉; 道村 真司*; 林 佑弥*; 松村 武*; 世良 正文*; 伊賀 文俊*

no journal, , 

X線回折法は結晶格子の面間隔の測定において極めて強力な手法であるが、一方で、面間隔の分解能$$Delta d/d$$は10$$^{-5}$$程度と言われており、それほど高くない。この$$Delta d/d$$を向上させる手法として高分解能X線回折法が知られており、背面反射と高分解能モノクロメータを組み合わせることにより、10$$^{-8}$$近い$$Delta d/d$$を達成することが可能となる。キャパシタンス法のような巨視的な測定法では、試料が、例えば、立方晶から菱面体晶に、あるいは正方晶から斜方晶に相転移した場合、ドメイン和しか観測できない問題点がある。X線回折ではその困難さがなく、実際、電子物性研究において10$$^{-5}$$程度の歪みの低対称相への転移の観測を求められることがあり、高分解能X線回折法の電子物性物理への摘要を試みた。実験は、SPring-8 BL22XUで行った。試料は1.4Kで立方晶から菱面体晶へ転移するCe$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$を用いた。(444)反射と(550)反射を観測し、どちらのピークとも1.4K以下での分裂を観測することができ、5$$times10^{-5}$$程度の菱面体歪みがあること、[111]方向に伸びていること、を新たに明らかにできた。

口頭

高分解能X線回折によるCe$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$のIV相の菱面体歪みの観測

稲見 俊哉; 道村 真司*; 林 佑弥*; 松村 武*; 世良 正文*; 伊賀 文俊*

no journal, , 

CeB$$_6$$をLa希釈したCe$$_{1-x}$$La$$_x$$B$$_6$$ではx=0.7近傍でIV相と呼ばれる反強八極子秩序相が低温で現れる。これに伴う強四極子秩序により格子は菱面体に歪むことが期待されており、実際、膨張計の測定から1$$times$$10$$^{-5}$$程度の歪みが検出されている。しかしながら、歪みの方向、大きさについては確定していなかった。さて、X線回折法はこうした格子歪みを検出する有力な方法の一つであるが、通常の分解能は1$$times$$10$$^{-5}$$程度と言われており、IV相への適用には力不足である。そこで、この面間隔の測定分解能を向上させる高分解能X線回折法を適用することとした。実験はSPring-8の機構ビームラインBL22XUで行い、背面反射と高分解能モノクロメータを用いて分解能を向上させた。(444)反射と(550)反射を測定し、どちらも転移点1.4K以下での分裂を確認し、5$$times$$10$$^{-5}$$程度の菱面体歪みがあり、[111]方向に伸びていることを明かにできた。

口頭

High-resolution X-ray diffraction experiment on the octupole ordered phase in Ce$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$

稲見 俊哉; 道村 真司*; 松村 武*; 林 佑弥*; 世良 正文*; 伊賀 文俊*

no journal, , 

$$T_O$$=1.4K以下で反強八極子(AFO)秩序を示すCe$$_{0.7}$$La$$_{0.3}$$B$$_6$$について極低温・高磁場中で高分解能X線回折実験を行った。AFO秩序に伴う強四極子とそれによる立方晶からの菱面歪みは理論的に予測され、また、実験的にも確認されていたが、その大きさも方向もまだ決められていなかった。我々は$$T_O$$以下でBraggピークの分裂を観測し、その結果は大きさ4$$times10^{-5}$$で[111]方向に伸びた菱面体歪みと整合するものであった。磁場に対する菱面体ドメインの応答も理論計算とよく整合した。この実験の成果は誘起された四極子モーメントの大きさを得られた剪断歪みから正確に見積ることができたことである。

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