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論文

High-field depinned phase and planar Hall effect in the skyrmion host Gd$$_2$$PdSi$$_3$$

Hirschberger, M.*; 中島 多朗*; Kriener, M.*; 車地 崇*; Spitz, L.*; Gao, S.*; 吉川 明子*; 山崎 裕一*; 佐賀山 基*; 中尾 裕則*; et al.

Physical Review B, 101(22), p.220401_1 - 220401_6, 2020/06

 被引用回数:11 パーセンタイル:93.14(Materials Science, Multidisciplinary)

For the skyrmion-hosting intermetallic Gd$$_2$$PdSi$$_3$$ with centrosymmetric hexagonal lattice and triangular net of rare earth sites, we report a thorough investigation of the magnetic phase diagram. Our work reveals a magnetic phase with an isotropic value of the critical field for all orientations, where the magnetic ordering vector ${bf q}$ is depinned from its preferred directions in the basal plane. The bulk nature of the skyrmion lattice and of other magnetic phases was evidenced by specific-heat measurements. Resistivity anisotropy, likely originating from partial gapping of the density of states along ${bf q}$ in this Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida magnet, is picked up via the planar Hall effect (PHE). The PHE confirms the single-${bf q}$ nature of the magnetic order when the field is in the hexagonal plane, and allows one to detect the preferred directions of ${bf q}$. Several scenarios for the depinned phase are discussed on the basis of the data.

論文

Phase-transition kinetics of magnetic skyrmions investigated by stroboscopic small-angle neutron scattering

中島 多朗*; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 大石 一城*; 大池 広志*; 賀川 史敬*; 吉川 明子*; 田口 康二郎*; 加倉井 和久*; 十倉 好紀*; et al.

Physical Review B, 98(1), p.014424_1 - 014424_5, 2018/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:33.32(Materials Science, Multidisciplinary)

MnSi中に発生する磁気スキルミオンの相転移の挙動を中性子小角散乱ストロボスコピック測定により観測した。温度を50K/秒という速度で急激に変化させている間に13マイクロ秒の時間分解能で中性子小角散乱パターンの時間変化を測定することに成功し、その結果、温度の上昇によって磁気スキルミオンが消滅する様子や、急速な冷却過程で生成されたスキルミオンが本来存在できない低温まで過冷却状態で残る様子などが明らかとなった。

論文

Magnetic ordering in pressure-induced phases with giant spin-driven ferroelectricity in multiferroic TbMnO$$_{3}$$

寺田 典樹*; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; 長壁 豊隆; 吉川 明子*; 北澤 英明*

Physical Review B, 93(8), p.081104_1 - 081104_5, 2016/02

 被引用回数:17 パーセンタイル:70.92(Materials Science, Multidisciplinary)

マルチフェロイック物質TbMnO$$_{3}$$について、圧力/磁場誘起の巨大強誘電分極のメカニズムを解明するため、単結晶試料を用いた高圧および磁場下の中性子回折実験を行った。その結果、この物質のMnスピンの圧力誘起Eタイプ秩序が、交換磁気歪み機構を通して巨大強誘電分極をもたらしていることを明らかにした。さらに、ゼロ磁場でTb磁場モーメントの極性秩序により抑制されていた分極が、2Tで非極性秩序へと転移するため、抑制された分極が解放されて増大するというメカニズムを提案した。

論文

Spin-lattice instability to a fractional magnetization state in the spinel HgCr$$_{2}$$O$$_{4}$$

松田 雅昌; 植田 浩明*; 吉川 明子*; 田中 良和*; 勝又 紘一*; 鳴海 康雄*; 稲見 俊哉; 上田 寛*; Lee, S.-H.*

Nature Physics, 3(6), p.397 - 400, 2007/06

 被引用回数:92 パーセンタイル:93.21(Physics, Multidisciplinary)

フラストレート反強磁性体は、磁性と構造の自由度が相互に深くかかわり合い、興味ある現象を示すことが大きな特徴である。特にACr$$_{2}$$O$$_{4}$$(A=Hg, Cd)は磁場中の広い領域で磁化1/2のプラトー状態を示すことが磁化の研究から明らかになっている。この現象はスピン格子相互作用に起因していることが理論的研究から示唆されていたが、実験はまだ行われていなかった。われわれは、HgCr$$_{2}$$O$$_{4}$$粉末を用いて磁場中での中性子回折実験とX線回折実験を行った。その結果、プラトー状態ではP4$$_{3}$$32の対称性を持つ磁気構造が安定になるように結晶構造もP4$$_{3}$$32の対称性を持つ構造に転移することを明らかにした。これは、フラストレート反強磁性体における強いスピン-格子相互作用をあらわす重要な結果である。

論文

Neutron diffraction study of $$alpha$$-Gd$$_{2}$$S$$_{3}$$

松田 雅昌; 吉川 明子*; 勝又 紘一*; 戎 修二*; 永田 正一*

Journal of the Physical Society of Japan, 74(5), p.1412 - 1415, 2005/05

 被引用回数:18 パーセンタイル:67.83(Physics, Multidisciplinary)

$$alpha$$-Gd$$_{2}$$S$$_{3}$$は、10K以下で反強磁性秩序を示すことが比熱や帯磁率測定の結果からわかっているが、転移点以下でも大きなエントロピーが残るのが特徴である。これは結晶構造(Gdが正方格子面と三角格子面を有する)に起因した幾何学的フラストレーションによるものと予想される。この物質における磁気相互作用を明らかにするために粉末試料を用い中性子回折実験を行った。その結果、磁気構造は単純な反強磁性構造であり(0Kに外挿したモーメントの大きさはGd$$^{3+}$$のフルモーメントの80%程度)、また転移点以上での大きな磁気揺らぎも観測されなかった。これは、$$alpha$$-Gd$$_{2}$$S$$_{3}$$では磁気フラストレーションがそれほど大きくないことを示唆する。

口頭

Neutron and X-ray diffraction studies of a frustrated spinel antiferromagnet HgCr$$_2$$O$$_4$$ in high magnetic field

松田 雅昌; 植田 浩明*; 吉川 明子*; 田中 良和*; 勝又 紘一*; 鳴海 康雄*; 稲見 俊哉; 上田 寛*; Lee, S.-H.*

no journal, , 

フラストレート反強磁性体は、磁性と構造の自由度が相互に深くかかわり合い、興味ある現象を示すことが大きな特徴である。特にACr$$_2$$O$$_4$$(A=Cd, Hg)は磁場中の広い領域で磁化1/2のプラトー状態を示すことが磁化の研究から明らかになっている。この現象はスピン-格子相互作用に起因していることが理論的研究から示唆されていたが、実験はまだ行われていなかった。われわれは、HgCr$$_2$$O$$_4$$粉末を用いて磁場中での中性子回折実験とX線回折実験を行った。その結果、プラトー状態では$$P4_332$$の対称性を持つ磁気構造が安定になるように結晶構造も$$P4_332$$の対称性を持つ構造に転移することを明らかにした。これは、フラストレート反強磁性体における強いスピン-格子相互作用をあらわす重要な結果である。

口頭

PrPd$$_3$$の低温物性

吉川 明子*; 鈴木 博之*; 寺田 典樹*; 河村 幸彦*; 北澤 英明*; 松田 雅昌; 目時 直人

no journal, , 

PrPd$$_3$$の相転移への多極子の効果を調べるために、$$^3$$He領域において、単結晶を用いた比熱の測定,多結晶を用いた中性子散乱実験を行った。比熱は、ゼロ磁場において0.88K($$T_1$$)及び0.77K($$T_2$$)に2つのピークを持ち、その温度は磁場を印加するに従い、$$T_1$$はほとんど変化せず、$$T_2$$は磁場により減少した。この磁場中比熱測定結果は、最近のZhangらによる多結晶の結果と定性的に同じ振舞いであり、彼らはこれらのピークの原因を四極子相転移及び四極子相互作用であると推測している。中性子散乱実験を行ったところ、相転移点以下で磁気的な秩序状態の存在を示唆する超格子反射が観測された。

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