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Feasibility study of magnetic-domain observation by means of non-resonant magnetic X-ray diffraction

稲見 俊哉*; 菖蒲 敬久; 石井 賢司*

IEEE Transactions on Magnetics, 57(3, Part2), p.6400105_1 - 6400105_5, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Engineering, Electrical & Electronic)

Although the observation of magnetic domains well below the surface of a sample appears to be relatively easy, in reality, magnetic domains inside metallic samples have not been investigated in detail due to a lack of adequate techniques. Non-resonant magnetic X-ray diffraction (NRMXRD) is a candidate for such 3-D magnetic microscopy. A relatively small focus size of less than 100 nm and a relatively long attenuation length of more than 100 $$mu$$m can be obtained by using high-energy synchrotron X-rays. However, NRMXRD has a disadvantage in that the magnetic contrast is low. It is known that the magnetic contrast in NRMXRD increases with increasing the total polarization of the incident X-rays. In this feasibility study, we carried out NRMXRD experiments on a metallic iron sample to examine whether the magnetic contrast can be sufficiently enhanced even for high-energy X-rays.


Magnetic field induced triple-$$q$$ magnetic order in trillium lattice antiferromagnet EuPtSi studied by resonant X-ray scattering

田端 千紘*; 松村 武*; 中尾 裕則*; 道村 真司*; 垣花 将司*; 稲見 俊哉*; 金子 耕士; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 88(9), p.093704_1 - 093704_5, 2019/09

 被引用回数:29 パーセンタイル:89.11(Physics, Multidisciplinary)

The magnetic order in the magnetic-fild-induced so-called A phase of cubic chiral antiferromagnet EuPtSi was investigated by resonant X-ray scattering (RXS) near the Eu $$L_{2}$$ edge. The high flux RXS signal under the magnetic field applied along [111] revealed the first and second order satellite magnetic reflections, indicating that the A phase is a triple-$$q$$ magnetic ordered state that is described by three propagation vectors lying in the plane normal to the magnetic field direction; $$q_1$$, $$q_2$$, and $$q_3$$. With the high resolution in the reciprocal space achieved in the RXS measurement, it is suggested that the triple-$$q$$ order strongly couples with the underlying crystal lattice. The triple-$$q$$ magnetic order is discussed in the context of a magnetic skyrmion lattice on which the geometrical frustration may play a crucial role.


X-ray absorption spectroscopy in the heavy Fermion compound $$alpha$$-YbAlB$$_4$$ at high magnetic fields

寺島 拓*; 松田 康弘*; 久我 健太郎*; 鈴木 慎太郎*; 松本 洋介*; 中辻 知*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(11), p.114715_1 - 114715_4, 2015/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:36.74(Physics, Multidisciplinary)

$$alpha$$-YbAlB$$_4$$ shows strong valence fluctuation as well as heavy fermion behavior at low temperatures. It has been theoretically suggested that the quantum criticality owing to the valence fluctuation found in Yb ions plays an important role in the peculiar properties of this material. In this work, we measured the X-ray absorption spectra (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the L3 edge of Yb ions in high magnetic fields of up to 40 T. It is found that the XAS are almost independent of the magnetic field at 2 K, which proves that there is no significant valence change in this field range. The XMCD spectrum exhibits a distinct negative peak at the low-energy side of the L3 edge as well as the main positive peak near the white line. The negative XMCD peak is attributed to the quadrupole transition between the 2p and 4f states, and gives us microscopic information on the 4f state. This finding supports the recent theoretical proposal that $$|J_Z=pm5/2rangle$$ is the ground state of the localized Yb magnetic moment, where $$J_Z$$ is the z-component of the total angular momentum of Yb$$^{3+}$$.


Synchrotron X-ray spectroscopy study on the valence state and magnetization in $$alpha$$-YbAl$$_{1-x}$$Fe$$_x$$B$$_4$$ ($$x=0.115$$) at low temperatures and high magnetic fields

寺島 拓*; 松田 康弘*; 久我 健太郎*; 鈴木 慎太郎*; 松本 洋介*; 中辻 知*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 592(1), p.012020_1 - 012020_6, 2015/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:44.49

価数転移に伴う量子臨界現象が理論的に提案され、希土類金属間化合物における価数揺動現象が注目を集めている。最近、$$beta$$-YbAlB$$_4$$がチューニングなしで量子臨界を示すことと強い混合原子価状態にあることが見出された。この研究では我々は$$alpha$$-YbAl$$_{1-x}$$Fe$$_x$$B$$_4$$ ($$x=0.115$$)について磁化曲線とX線吸収を測定した。この物質は、局所的には$$beta$$-YbAlB$$_4$$と同一構造をもつ多形である。磁化測定とX線測定はそれぞれ55Tと40Tまで行った。Yb価数のわずかな上昇が磁化曲線が傾きの変化を示す磁場で観測された。


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

 被引用回数:9 パーセンタイル:40.92(Materials Science, Multidisciplinary)



Valence state in Ce-based heavy fermion compounds at high magnetic fields

松田 康弘*; Her, J.-L.*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 海老原 孝雄*; 網塚 浩*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011044_1 - 011044_6, 2014/06



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

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、$$O_{22}$$$$O_{20}$$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。


Magnetic-field-induced charge order in the filled skutterudite SmRu$$_{4}$$P$$_{12}$$; Evidence from resonant and nonresonant X-ray diffraction

松村 武*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 林 佑弥*; 伏屋 健吾*; 松田 達磨*; 東中 隆二*; 青木 勇二*; 菅原 仁*

Physical Review B, 89(16), p.161116_1 - 161116_5, 2014/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:54.73(Materials Science, Multidisciplinary)

SmRu$$_4$$P$$_{12}$$$$T_{rm MI}=16.5$$K以下の反強磁性相と$$T_{rm MI}$$$$T^*$$(=14K)間の中間相を共鳴と非共鳴のX線回折法で研究した。中間相では非共鳴の$$q$$=(1,0,0)のThomson散乱が磁場によって誘起される。この現象は理論的に予言されている$$p$$バンドの電荷秩序を反映した原子変位によって引き起こされている。同時にSmの磁場方向の反強磁性モーメントが強調され、これは$$Gamma_7-Gamma_8$$結晶場状態の交互配列を反映していると考えられる。この結果は、軌道に依存した$$p$$-$$f$$混成とpバンドのネスティング不安定性がPrRu$$_4$$P$$_{12}$$やPrFe$$_4$$P$$_{12}$$と同様な非従来型電荷秩序を引き起こしていることを示している。


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

 被引用回数:14 パーセンタイル:54.73(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。


X-ray backscattering study of crystal lattice distortion in hidden order of URu$$_2$$Si$$_2$$

田端 千紘*; 稲見 俊哉; 道村 真司*; 横山 淳*; 日高 宏之*; 柳澤 達也*; 網塚 浩*

Philosophical Magazine, 94(32-33), p.3691 - 3701, 2014/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:61.42(Materials Science, Multidisciplinary)

We performed synchrotron X-ray diffraction measurements on a small single crystal of URu$$_2$$Si$$_2$$. A backscattering diffraction setup (2$$thetasim179.81^circ$$) in combination with a Si(6 6 0) monochromator ensures a high instrumental resolution of $$Delta d/d sim 7.3 times 10^{-6}$$, where $$d$$ denotes a lattice-plane spacing and $$Delta d$$ is its spread expressed as the full width at half maximum (FWHM). We carefully measured the (5 5 0) Bragg peak in the temperature range between 5 and 25 K, and found it to show no signature of broadening and splitting when "Hidden Order (HO)" sets in below 17.5 K. Temperature variation of the peak position closely follows the behaviour of the known linear thermal expansion coefficient. Detailed analysis of the peak width reveals that the tetragonal fourfold rotational symmetry of URu$$_2$$Si$$_2$$ is conserved in HO within the experimental accuracy of the orthorhombicity of $$|b-a|/(b+a)leq3.0times10^{-5}$$.


Temperature and magnetic field dependent Yb valence in YbRh$$_2$$Si$$_2$$ observed by X-ray absorption spectroscopy

中井 裕人*; 海老原 孝雄*; 筒井 智嗣*; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 中村 俊幸*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(12), p.124712_1 - 124712_5, 2013/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.85(Physics, Multidisciplinary)



Instrumental upgrades of the RIXS spectrometer at BL11XU at SPring-8

石井 賢司; Jarrige, I.*; 吉田 雅洋*; 池内 和彦*; 稲見 俊哉; 村上 洋一*; 水木 純一郎

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 188, p.127 - 132, 2013/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:59.26(Spectroscopy)

Two recent instrumental upgrades of the inelastic X-ray scattering spectrometer installed at BL11XU at SPring-8 are reported. The first one is a multianalyzer system, where we can simultaneously use three crystal analyzers aligned perpendicularly to the scattering plane. In a test measurement of polycrystalline $$alpha$$-PtO$$_2$$, the inelastic spectra obtained with each respective analyzer showed a completely identical lineshape, and a slight difference ($$le$$ 10%) in intensity. The system enhances the experimental efficiency, and allows for simultaneous scan at three momenta for a single-crystal sample. The second development is a polarization analyzer for the scattered photons. A pyrolytic graphite (PG) crystal is placed in front of the detector and serves as a polarization-analyzer crystal, using the (006) reflection for the Cu $$K$$-edge. We succeeded to observe clear polarization dependence in the $$d$$-$$d$$ excitations of KCuF$$_3$$.


Synchrotron X-ray spectroscopy study on the valence state in $$alpha$$- and $$beta$$-TbAlB$$_4$$ at low temperature and high magnetic fields

松田 康弘*; 中村 俊幸*; 久我 健太郎*; 中辻 知*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*

Journal of the Korean Physical Society, 62(12), p.1778 - 1781, 2013/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:57.54(Physics, Multidisciplinary)



Double phase-plate setup for chromatic aberration compensation for resonant X-ray diffraction experiments

稲見 俊哉; 道村 真司*; 松村 武*

Journal of Physics; Conference Series, 425(13), p.132011_1 - 132011_5, 2013/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:91.32

共鳴X線回折は軌道,磁気,電荷秩序を検出する有力な手法である。秩序変数の対称性は入射偏光と秩序パラメータの相対角依存性から決定される。極限環境下での測定に適した新しい方法では、これは、ダイヤモンド移相子を使って入射偏光回転させることによって達成される。この手法の問題点は低エネルギーX線の強度が減少することである。高い偏光度とX線強度を両立させるためわれわれは2つのダイヤモンド移相子を用い色収差補正をした光学系を構築した。SPring-8 BL22XUでのテスト実験では、300ミクロン2枚の移相子で96%の直線偏光度を6.15keVで達成した。これは、500ミクロン1枚での90%の偏光度にくらべ格段の進歩である。


Structural investigation of magnetocapacitive SmMnO$$_3$$

前田 裕貴*; 石黒 友貴*; 本田 孝志*; Jung, J.-S.*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 木村 剛*; 若林 裕助*

Journal of the Ceramic Society of Japan, 121(3), p.265 - 267, 2013/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:15.68(Materials Science, Ceramics)



X-ray diffraction and absorption spectroscopy in pulsed high magnetic fields

松田 康弘*; 稲見 俊哉

Journal of the Physical Society of Japan, 82(2), p.021009_1 - 021009_17, 2013/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.85(Physics, Multidisciplinary)

最近のパルス磁場を用いた高磁場中X線回折と吸収分光実験についてのレビューである。30-40Tまでのパルス磁場が用いられている。希土類金属間化合物や遷移金属酸化物、低次元量子スピン系における磁場誘起の構造変化がX線回折実験の結果として示されている。構造変化は幾つかの機構で説明されている。磁気X線回折実験も30Tで行われている。X線吸収分光実験については、磁場中価数転移がYb, Ce, Eu金属間化合物で観測されている。磁場誘起の構造及び電子状態の変化も遷移金属及び希土類化合物でX線吸収分光を用いて研究されている。微視的な磁気特性はX線磁気円二色性を用いて調べられている。


High-magnetic-field X-ray absorption and magnetic circular dichroism spectroscopy in the mixed-valent compound YbAgCu$$_4$$

中村 俊幸*; 松田 康弘*; Her, J.-L.*; 金道 浩一*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 鈴木 基寛*; Chen, B.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(11), p.114702_1 - 114702_11, 2012/11

 被引用回数:11 パーセンタイル:58.8(Physics, Multidisciplinary)



Suppression of $$f$$-electron itinerancy in CeRu$$_2$$Si$$_2$$ by a strong magnetic field

松田 康弘*; 中村 俊幸*; Her, J. L.*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 金道 浩一*; 海老原 孝雄*

Physical Review B, 86(4), p.041109_1 - 041109_4, 2012/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:39.83(Materials Science, Multidisciplinary)



Resonant X-ray diffraction study of multipole ordering in the ferromagnetic compound CePd$$_3$$S$$_4$$

道村 真司*; 稲見 俊哉; 松岡 英一*; 綿引 正倫*; 谷垣 勝己*; 小野寺 秀也*

Journal of the Physical Society of Japan, 81(4), p.044711_1 - 044711_5, 2012/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:33.89(Physics, Multidisciplinary)



Valence fluctuation in YbAgCu$$_4$$ at high Magnetic fields

松田 康弘*; 中村 俊幸*; Her, J.-L.*; 金道 浩一*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 鈴木 基寛*; Chen, B.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(1), p.015002_1 - 015002_2, 2012/01

 被引用回数:11 パーセンタイル:58.8(Physics, Multidisciplinary)

YbAgCu$$_4$$の磁場誘起価数変化を35Tまでのパルス高磁場下で放射光X線吸収分光法から観測した。4.8KでのYbAgCu$$_4$$のYbの価数はメタ磁性転移で大きく増加することがわかった。55Tでの飽和価数は2.97と予想される。この値は、35Tでの$$Delta M/Delta v$$から評価した。また、この値は同様な化合物であるYbInCu$$_4$$の高温や高磁場でのYbの値とも一致する。この実験からは、理論から予測された通り、YbAgCu$$_4$$のメタ磁性転移は価数転移に由来するものであると結論する。

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