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論文

Single helicity of the triple-$$q$$ triangular skyrmion lattice state in the cubic chiral helimagnet EuPtSi

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

Physical Review B, 109(17), p.174437_1 - 174437_8, 2024/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.174437
 被引用回数：2 パーセンタイル：53.26(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigated the magnetic helicity of the triple-$$q$$ magnetic structure of the triangular skyrmion lattice in the A-phase of EuPtSi for a magnetic field along the [111] axis by resonant X-ray diffraction using a circularly polarized beam. We show that all three Fourier components of the triple-$$q$$ structure are perpendicular to the respective $$q$$ vectors and have the same helicity. They are connected by the rotation operations about the [111] axis. The helicity is the same as that of the single-$$q$$ helimagnetic phase at low fields, suggesting that the antisymmetric exchange interaction inherent in the chiral structure supports the formation of the triangular skyrmion lattice. We also observe that the helical plane in the helimagnetic phase is tilted to the magnetic field to form a conical structure before the first-order transition to the skyrmion lattice phase.

論文

Cycloidal magnetic ordering in noncentrosymmetric EuIrGe$$_3$$

松村 武*; 塚越 舜*; 上田 祥央*; 比嘉 野乃花*; 中尾 朗子*; 金子 耕士; 垣花 将司*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(7), p.073703_1 - 073703_5, 2022/07

https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.073703
 被引用回数：9 パーセンタイル：72.98(Physics, Multidisciplinary)

Successive magnetic phase transitions in EuIrGe$$_3$$, an intermetallic compound with a body centered tetragonal lattice belonging to a polar space group I4mm, has been investigated by neutron diffraction and resonant X-ray diffraction. It is shown that EuIrGe$$_3$$ exhibits an incommensurate longitudinal sinusoidalorder with $$q{sim}$$ (0, 0, 0.792) and m$$_q{parallel}$$ c-axis in the high temperature phase, which changes to a cycloidal order with $$q$$ = ($${delta}'$$, 0, 0.8) ($${delta}'{sim}$$ 0.017) and m$$_q{parallel}$$ ac-plane in the intermediate phase. In the low temperature phase, the cycloidal plane rotates by 45$$^{circ}$$ to have $$q$$=($${delta}, {delta}$$, 0.8) ($${delta}{sim}$$0.012). It is also pointed out that the X-ray scattering amplitude from odd-parity magnetic quadrupole due to the polar environment interfere with that from normal even-parity magnetic dipole in the magnetic ordered phase.

論文

Optimizing TiO$$_2$$ through water-soluble Ti complexes as raw material for controlling particle size and distribution of synthesized BaTiO$$_3$$ nanocubes

中島 光一*; 廣中 航太*; 大内 一真*; 味岡 真央*; 小林 芳男*; 米田 安宏; Yin, S.*; 垣花 眞人*; 関野 徹*

ACS Omega (Internet), 6(48), p.32517 - 32527, 2021/12

https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04013
 被引用回数：7 パーセンタイル：37.29(Chemistry, Multidisciplinary)

水熱合成法によって合成されたBaTiO$$_3$$ナノ粒子のサイズは原料となるTiO$$_2$$ナノ結晶の粒子サイズに依存することを見出したため、TiO$$_2$$ナノ結晶の最適化を行い、これを用いてBaTiO$$_3$$ナノ結晶を合成することで粒度分布のそろった100nmサイズのナノキューブの合成に成功した。得られたBaTiO$$_3$$ナノキューブはX線回折実験によって強誘電性を示す正方晶構造であることがわかった。また、電子線トモグラフィによって3次元構造を可視化することによってクリアな粒子外形の観察にも成功した。

論文

Critical slowing-down and field-dependent paramagnetic fluctuations in the skyrmion host EuPtSi; $$mu$$SR and NMR studies

比嘉 野乃花*; 伊藤 孝; 與儀 護*; 服部 泰佑; 酒井 宏典; 神戸 振作; Guguchia, Z.*; 髭本 亘; 中島 美帆*; 本間 佳哉*; et al.

Physical Review B, 104(4), p.045145_1 - 045145_7, 2021/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.045145
 被引用回数：3 パーセンタイル：18.54(Materials Science, Multidisciplinary)

We report the results of $$mu$$SR and $$^{29}$$Si NMR measurements carried out on the cubic chiral magnet EuPtSi. Our zero-field $$mu$$SR experiments revealed the development of critical slowing down of Eu spin fluctuations over a relatively wide critical region above $$T_N$$. We also found from $$^{29}$$Si NMR that the spin fluctuations are strongly suppressed by magnetic field in the paramagnetic state above 20K. These characteristic spin dynamics observed over a wide region of temperature and magnetic field suggest the presence of magnetic frustration in the spin system. Such frustration would underlie the mechanism stabilizing the short-period skyrmion lattice observed in this compound.

論文

Stabilization of size-controlled BaTiO$$_3$$ nanocubes via precise solvothermal crystal growth and their anomalous surface compositional reconstruction

中島 光一*; 小名木 海飛*; 小林 芳男*; 石垣 徹*; 石川 喜久*; 米田 安宏; Yin, S.*; 垣花 眞人*; 関野 徹*

ACS Omega (Internet), 6(14), p.9410 - 9425, 2021/04

https://doi.org/10.1021/acsomega.0c05878
 被引用回数：11 パーセンタイル：54.06(Chemistry, Multidisciplinary)

チタン酸バリウムナノキューブを水熱合成法によって合成することに成功した。ナノキューブを走査型電子顕微鏡、パルス中性子、大型放射光を用いて詳細に調べたところ、表面に酸化チタンの再構成層が形成されていることを見出した。

論文

$$P$$2$$_1$$3の空間群に属する化合物および関連する化合物の結晶構造について

垣花 将司*; 竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

固体物理, 55(10), p.505 - 514, 2020/10

立方晶キラル構造に属する磁性体が示す特異な磁気相が注目されている。代表的な物質MnSi(空間群$$P$$2$$_1$$3)および関連物質の構造の特徴を分類するとともに、一見複雑に見える結晶構造を安定化させる要因について考察する。

論文

4f電子系化合物EuPtSiで実現する磁気スキルミオン格子

金子 耕士; 垣花 将司*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

波紋, 30(3), p.160 - 165, 2020/08

https://doi.org/10.5611/hamon.30.3_160

MnSiと同じ空間群に属する4$$f$$電子系化合物EuPtSiについて、磁気特性を調べた。単結晶中性子回折実験の結果、MnSiとEuPtSiの磁気構造に多くの共通点を見出した。この結果は、EuPtSiが4$$f$$電子系で初めて磁気スキルミオン格子を示す物質であることを示している。

論文

Single crystal growth and unique electronic states of cubic chiral EuPtSi and related compounds

大貫 惇睦*; 垣花 将司*; 伊覇 航*; 仲井間 憲李*; 青木 大*; 仲村 愛*; 本多 史憲*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 郷地 順*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 29, p.012001_1 - 012001_9, 2020/02

https://doi.org/10.7566/JPSCP.29.012001

EuPtSi with the cubic chiral structure exhibits a skyrmion phase under magnetic field. We succeeded in growing high-quality single crystals by the Bridgman method. Fermi surface splitting reflecting the noncentrosymmetric structure was successfully observed experimentally.

論文

4$$f$$電子系化合物EuPtSiにおける磁気スキルミオン

金子 耕士; 垣花 将司*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

固体物理, 54(12), p.757 - 766, 2019/12

MnSiと同じ空間群に属する4$$f$$電子系化合物EuPtSiについて、磁気特性を調べた。単結晶中性子回折実験の結果、MnSiとEuPtSiの磁気構造に多くの共通点を見出した。この結果は、EuPtSiが4$$f$$電子系で初めて磁気スキルミオン格子を示す物質であることを示している。

論文

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

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.093704
 被引用回数：40 パーセンタイル：87.91(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.

論文

Magnetic fluctuation and first-order transition in trillium lattice of EuPtSi observed by $$^{151}$$Eu M$"o$ssbauer spectroscopy

本間 佳哉*; 垣花 将司*; 徳永 陽; 與儀 護*; 中島 美帆*; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; Li, D.*; Maurya, A.*; 佐藤 芳樹*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 88(9), p.094702_1 - 094702_8, 2019/08

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.094702
 被引用回数：10 パーセンタイル：57.75(Physics, Multidisciplinary)

We report the results of $$^{151}$$Eu M$"o$ssbauer spectroscopy on EuPtSi with a chiral structure belonging to the P2$$_{1}$$3 space group at zero magnetic field. The paramagnetic single absorption forms a magnetic splitting profile directly below 4.0 K and the spectrum at 3.9 K consists of the sum of the paramagnetic single absorption and the magnetic splitting absorption, which indicates a first-order transition at 4.0 K. The temperature dependence of the effective hyperfine fields at the Eu nucleus follows a power law indicates a full moment of Eu$$^{2+}$$ ions.

論文

Anomalous ferromagnetic ordering in EuCuP

伊覇 航*; 垣花 将司*; 松田 進弥*; 本多 史憲*; 芳賀 芳範; 竹内 徹也*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 郷地 順*; 上床 美也*; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 788, p.361 - 366, 2019/06

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.02.213
 被引用回数：11 パーセンタイル：40.29(Chemistry, Physical)

Ferromagnetic ordering of EuCuP is investigated on a single crystal sample grown from tin flux. Application of hydrostatic pressure up to 8 GPa stabilizes ferromagnetic ordering, suggesting divalent Eu is stable. The Hall effect and resistivity measurements show that EuCuP is a low-carrier ferromagnetic metal with a characteristic resistivity cusp appearing at the ferromagnetic transition temperature.

論文

Fermi surface properties of semimetals YSb, LuSb, YBi, and LuBi studied by the de Haas-van Alphen effect

垣花 将司*; 西村 憲吾*; 竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 88(4), p.044712_1 - 044712_11, 2019/04

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.044712
 被引用回数：4 パーセンタイル：32.79(Physics, Multidisciplinary)

Fermi surfaces of semimetallic YSb, LuSb, YBi and LuBi were investigated by de Haas-van Alphen effect. The Fermi surfaces consist of hole pockets arising from $$p$$-bands from Sb or Bi and electron ellipsoids from 5$$d$$ band of Y or Lu. Larger carrier number of YBi and LuBi is attributed to larger spin-orbit interaction of Bi-6$$p$$ state than Sb-5$$p$$.

論文

Unique helical magnetic order and field-induced phase in trillium lattice antiferromagnet EuPtSi

金子 耕士; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; 中尾 朗子*; 宗像 孝司*; 大原 高志; 垣花 将司*; 芳賀 芳範; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 88, p.013702_1 - 013702_5, 2019/01

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.013702
 被引用回数：72 パーセンタイル：94.53(Physics, Multidisciplinary)

Magnetic transitions in chiral antiferromagnet EuPtSi were investigated by means of single crystal neutron diffraction. In the ground state, magnetic peaks emerge at positions represented by $$q_{1}$$=$$(0.2, 0.3, 0)$$. Upon heating, an additional magnetic peak splitting around 2.5 K was uncovered, indicating a presence of a first-order transition with $$q^*_{1}$$=$$(0.2, 0.3, {delta})$$. An half-polarized neutron scattering for polarization parallel to Q reveled that polarization antiparallel to Q has stronger intensity in both magnetic phases. This feature clarifies single chiral character of helical structure with moments normal to the ordering vector in both ordered states. Under vertical magnetic field along [1,1,1] in the $$A$$ phase, magnetic peaks form hexagonal patterns in the equatorial scattering plane around nuclear. An ordering vector $$q_{A}$$ of the $$A$$-phase has the similar size in the periodicity to $$q_{1}$$, and could be a hallmark of a formation of skyrmion lattice in EuPtSi.

論文

Effects of magnetic field and pressure on the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$

竹内 徹也*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 伊覇 航*; 垣花 将司*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 本多 史憲*; 本間 佳哉*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(7), p.074709_1 - 074709_14, 2018/07

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.074709
 被引用回数：13 パーセンタイル：63.59(Physics, Multidisciplinary)

Effects of magnetic field and pressure on the Kondo-like behavior in the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$ were studied using single-crystalline samples. Anomalous features in EuPt$$_2$$Si$$_2$$ are due to valence fluctuation and/or valence change of the Eu ions at low temperatures.

論文

Electronic states in EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ based on the doniach phase diagram

伊覇 航*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 青木 大*; 郷地 順*; 上床 美也*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(6), p.064706_1 - 064706_14, 2018/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.064706
 被引用回数：19 パーセンタイル：72.47(Physics, Multidisciplinary)

We succeeded in growing single crystals of the series of EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ compounds.Physical property measurements demonstrate a maximum of the antiferromagnetic transition temperature appears at $$x = 0.5$$. Antiferromagnetism then disappears around $$x = 0.7$$ followed by a heavy-fermion formation at higher concentrations. These observations follow the Doniach phase diagram as a function of $$x$$.

論文

Superconducting and Fermi surface properties of single crystal Zr$$_2$$Co

照屋 淳志*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 青木 大*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 芳賀 芳範; 松林 和幸*; 上床 美也*; 播磨 尚朝*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034706_1 - 034706_10, 2016/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.85.034706
 被引用回数：9 パーセンタイル：53.22(Physics, Multidisciplinary)

Superconducting characteristics and Fermi surfaces of Zr$$_2$$Co are experimentally studied on a single crystal sample grown by Bridgman technique. Thermodynamic quantities in the superconducting state such as specific heat and magnetization show deviation from a single-gap the BCS model and can be attributed on the band structure with the dominant contribution of Zr-4$$d$$ and Co-3$$d$$ components.

論文

Split Fermi surface properties in Ulmannite NiSbS and PdBiSe with the cubic chiral crystal structure

垣花 将司*; 照屋 淳志*; 西村 憲吾*; 仲村 愛*; 竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094711_1 - 094711_8, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.094711
 被引用回数：17 パーセンタイル：69.20(Physics, Multidisciplinary)

Fermi surface properties of illuminate NiSbS and PbBiSe have been clarified by de Haas-van Alphen effect, resistivity and specific heat measurements. Fermi surfaces were found to split into two, reflecting the non-centrosymmetric crystal structure. The splitting energies have been estimated experimentally. Those are originated from spin-orbit interactions.

論文

Structural changes of ZrO$$_{2}$$-CeO$$_{2}$$ solid solutions around the monoclinic-tetragonal phase boundary

八島 正知*; 廣瀬 輝夫*; 片野 進; 鈴木 康雄*; 垣花 眞人*; 吉村 昌弘*

Physical Review B, 51(13), p.8018 - 8025, 1995/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.51.8018
 被引用回数：121 パーセンタイル：97.29(Materials Science, Multidisciplinary)

Zr$$_{1-x}$$CexO$$_{2}$$固溶体(x=0, 0.02, 0.05, 0.08, 0.10, 0.12, 0.15)の単斜相(P2$$_{1}$$/c)と正方晶(P4$$_{2}$$/nmc)の結晶構造を高分解能中性子回折実験により調べた。この結果、CeO$$_{2}$$濃度の増加とともに、単斜相の格子定数a, b, cは増大し、角度$$beta$$は減少した。この増加はZr$$^{4+}$$のイオン半径に比べて、 Ce$$^{4+}$$のイオン半径が大きいことによる。またCe濃度の増加とともに、陽イオン(Zr, Ce)の原子座標xとyは減少し、zは増大する。一方酸素原子の座標xは増大するが、y, zはほとんど変化しない。CeO$$_{2}$$濃度の増加に伴う$$beta$$角の減少と原子座標の変化は、単斜相の構造が正方晶の構造に近づいていくことを示している。

口頭

トリリウム格子化合物EuPt$$X$$における磁気スキルミオン格子($$X$$=Si,Ge)

金子 耕士; 田端 千紘; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; 大石 一城*; 伊藤 孝; 宗像 孝司*; 鬼柳 亮嗣; 垣花 将司*; 辺土 正人*; et al.

no journal, , 

トリリウム格子化合物EuPt$$X$$($$X$$=Si,Ge)は、磁気スキルミオンの典型物質MnSiと同じ空間群$$P2_13$$に属し、有限磁場・温度のみで存在する特異な磁場誘起秩序相をもつ。巨大なホール抵抗に加え、中性子・共鳴X線による研究から、この磁場誘起秩序相において磁気スキルミオン格子が実現していることを報告した。MnSiなどのd電子系と比べ、1/10程度の極めて短周期であることに加え、強い印加磁場異方性の存在など異なる特徴を有していることから、新たなメカニズムによる形成が示唆されている。最近Gd化合物を中心にf電子系での磁気スキルミオン化合物が相次いで発見され、短周期など共通する特徴が見出される一方で、EuPtXでは印加磁場方向により、ホール異常を伴う複数の磁場誘起秩序相の存在や、立方晶としては極めて低対称の秩序波数($$q_A$$=(0.09, 0.20, -0.28))など、固有の特徴が見出されている。今回、磁場誘起秩序相について、単結晶中性子回折、小角散乱を駆使し、異方性を中心に調べた結果を報告する。

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