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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:1 パーセンタイル:59.26(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

Multi-spin-state dynamics during insulator-metal crossover in LaCoO$$_3$$

土居 篤典*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; 筒井 智嗣*; 奥山 大輔*; 田口 康二郎*; 有馬 孝尚*; Baron, A. Q. R.*; 十倉 好紀*

Physical Review B, 90(8), p.081109_1 - 081109_4, 2014/01

 被引用回数:12 パーセンタイル:35.48(Materials Science, Multidisciplinary)

The phonon dynamics of spin-state crossover for perovskite LaCoO$$_3$$ was investigated using infrared and inelastic X-ray spectroscopy. We observed that the Co-O bond stretching phonons couples to the thermally excited spin-state. The momentum dispersion of the optical mode is anomalously dispersionless (less than 3 meV), and this supports the spin-state disproportionation scenario. The steep enhancement of spin-state fluctuation compared to the charge gap suggests the density dependent spin state disproportionation; a simple low spin (LS)/high spin (HS)- or LS/intermediate spin (IS)-state disproportionation is realized at the initial stage with dilute HS- (or IS-) state density, while the complex spin-state disproportionation involving all of the LS-, IS- and HS-state is formed when the density of HS- (or IS-) state is enhanced.

論文

Soft phonon mode coupled with antiferromagnetic order in incipient-ferroelectric Mott insulators Sr$$_{1-x}$$Ba$$_x$$MnO$$_3$$

酒井 英明*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; Bahramy, M. S.*; 奥山 大輔*; 有田 亮太郎*; 有馬 孝尚*; Baron, A. Q. R.*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

Physical Review B, 86(10), p.104407_1 - 104407_11, 2012/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:30.41(Materials Science, Multidisciplinary)

Infrared optical and inelastic X-ray scattering spectra have been systematically investigated in combination with first-principles calculations for paraelectric and antiferromagnetic perovskite Sr$$_{1-x}$$Ba$$_x$$MnO$$_3$$ single crystals, which are close to a ferroelectric transition arising from off-center displacement of magnetic Mn$$^{4+}$$ ions. One optical phonon rapidly softens toward zero frequency at room temperature with increasing $$x$$. This soft-mode behavior is also reproduced by the first-principles calculations, from which we have predicted the vibration mode of all the optical phonons. Below the antiferromagnetic-transition temperature, the soft mode hardens with decreasing temperature and then resoftens toward the lowest temperature.

論文

Emergent phenomena in perovskite-type manganites

田口 康二郎*; 酒井 英明*; 奥山 大輔*; 石渡 晋太郎*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; 橋爪 大輔*; 賀川 史敬*; 高橋 陽太郎*; 島野 亮*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 407(11), p.1685 - 1688, 2012/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:79.94(Physics, Condensed Matter)

Perovskite-type manganites exhibit various interesting phenomena arising from complex interplay among spin, charge, orbital, and lattice degrees of freedom. As the respective examples, perovskite-type YMnO$$_3$$ and Sr$$_{1-x}$$Ba$$_x$$MnO$$_3$$ are discussed. In the YMnO$$_3$$, the ferroelectric lattice distortion associated with the $$E$$-type spin order is observed for the first time. Displacement-type ferroelectricity with off-center magnetic ions is discovered for Sr$$_{0.5}$$Ba$$_{0.5}$$MnO$$_3$$, which shows both large polarization value and strong coupling between ferroelectricity and magnetism.

論文

Multiferroic $$M$$-type hexaferrites with a room-temperature conical state and magnetically controllable spin helicity

徳永 祐介*; 金子 良夫*; 奥山 大輔*; 石渡 晋太郎*; 有馬 孝尚*; 脇本 秀一; 加倉井 和久; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

Physical Review Letters, 105(25), p.257201_1 - 257201_4, 2010/12

 被引用回数:162 パーセンタイル:1.99(Physics, Multidisciplinary)

Magnetic and magnetoelectric (ME) properties have been studied for single crystals of Sc-doped $$M$$-type barium hexaferrites. Magnetization ($$M$$) and neutron diffraction measurements revealed that by tuning Sc concentration a longitudinal conical state is stabilized up to above room temperatures. ME measurements have shown that a transverse magnetic field ($$H$$) can induce electric polarization ($$P$$) at lower temperatures and that the spin helicity is nonvolatile and endurable up to near the conical magnetic transition temperature.

論文

Neutron diffraction studies on the multiferroic conical magnet Ba$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$

石渡 晋太郎*; 奥山 大輔*; 加倉井 和久; 西 正和*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

Physical Review B, 81(17), p.174418_1 - 174418_8, 2010/05

 被引用回数:54 パーセンタイル:9.09(Materials Science, Multidisciplinary)

Magnetic structure of a multiferroic Y-type hexaferrite Ba$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$ with helical-spin structures propagating along [001] below 195K has been extensively studied, using polarized and unpolarized neutron diffractions under transverse magnetic fields up to 4.5T. The magnetic phase diagram was investigated as a function of transverse B and coexistence of several phases with different helical-spin periodicity was confirmed at low-B region. By using the polarized neutron diffraction under transverse B, we verified that the ferroelectric phase with the largest electric polarization P with a commensurate k0 vector (0,0,3/2) has a transverse-conical structure. The relation between the transverse-conical spin structure and P as a function of the transverse B is discussed in terms of the inverse Dzyaloshinskii-Moriya model.

口頭

偏極中性子を用いたらせん磁性体Ba$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$における磁場誘起強誘電相の研究

石渡 晋太郎*; 奥山 大輔*; 加倉井 和久; 西 正和*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

no journal, , 

Y型六方晶フェライトBa$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$は、195K以下で[001]方向に伝搬ベクトルk0を有するproper screw型らせん磁性を示し、伝搬ベクトルに垂直な磁場下で強誘電性を示し、非常に弱い磁場を用いて分極の方向を制御できることが知られている。そこで偏極中性子解析を含む詳細な中性子磁気構造解析研究をJRR-3に設置されたTAS-1で実施し、この強誘電相においてサイクロイド型コニカルらせん磁性構造が実現している事を明らかにした。

口頭

Neutron scattering activities on multiferroic systems; Neutron diffraction experiments on hexaferrites

加倉井 和久; 脇本 秀一; 石渡 晋太郎*; 奥山 大輔*; 西 正和*; 徳永 祐介*; 有馬 孝尚*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

no journal, , 

The discovery of magnetoelectric (ME) effects caused by a cycloidal spin order has initiated an intense research on new class of ME materials. Among them one interesting class of materials is the hexaferrites such as Y-type (A$$_{2}$$Me$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$: Me=transition metal), M-type (AFe$$_{12}$$O$$_{19}$$: A=Pb, Ca, Sr, Ba, etc.), where types of elementary blocks and their stacking order are different. These materials show a variety of complex magnetic ordering. In this presentation recent neutron diffraction experiments on multiferroic hexaferrites performed at the JRR-3 Neutron Science Facility of Japan Atomic Energy Agency (JAEA) are reported.

口頭

Study of complex magnetic structures in frustrated magnets by means of polarized neutrons

加倉井 和久; 脇本 秀一; 松田 雅昌*; 石渡 晋太郎*; 奥山 大輔*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*; 西 正和*; 中島 多朗*; 満田 節生*; et al.

no journal, , 

In studying modern functional materials, one is often confronted with complex spin configurations, for example, non-collinear, incommensurate magnetic structure such as helimagnetic structure as a result of frustrated magnetic interactions. Since the giant functional responses in these materials are direct consequences of these complicated magnetic structures, the detailed knowledge of the structure is mandatory to understand the essence of the magnetic functional materials. In this presentation some recent results on complex magnetic materials such as frustrated and multiferroic systems are reported, where the polarized neutron investigations provided important insight into the complex behavior of these functional materials.

口頭

偏極中性子非弾性散乱によるY-type hexaferrite Ba$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$のエレクトロマグノン励起の観測

中島 多朗*; 加倉井 和久; 有馬 孝尚*; 松田 雅昌*; 高橋 陽太郎*; 石渡 晋太郎*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

no journal, , 

マルチフェロイック・ヘキサフェライトは広い温度範囲でスピン起源の電気分極を生じ、それが比較的弱い磁場で制御可能であることから、基礎研究のみならず応用の観点からも注目を集める物質群である。Y型ヘキサフェライトBa$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$の非弾性偏極中性子散乱実験により、テラヘルツ分光で観測された光吸収に対応するスピン励起の存在を明らかにし、電場活性な磁気励起(エレクトロマグノン励起)の存在を検証した。さらに、中性子の偏極解析で得られたスピン揺らぎの成分に関する情報とmagneto-strictionモデルを用いることにより、この動的スピン・分極結合の本質を議論する。

口頭

単結晶中性子回折による室温マルチフェロイック・ヘキサフェライトBaSrCo$$_{2}$$Fe$$_{11}$$AlO$$_{22}$$の磁気秩序の研究

中島 多朗*; 徳永 祐介*; 松田 雅昌*; Dissanayake, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; 加倉井 和久; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*; 有馬 孝尚*

no journal, , 

室温マルチフェロイック・ヘキサフェライトBaSrCo$$_{2}$$Fe$$_{11}$$AlO$$_{22}$$における磁気秩序を磁化・分極測定及び中性子散乱実験により明らかにした。基底状態の磁気構造はc軸方向にコーン軸を持つAlternating Longitudinal Conical (ALC)磁気構造であり、これにc軸垂直方向の磁場を加えると、格子整合な磁気伝播波数を持つノンコリニアな磁気相が現れることが分かった。

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