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論文

Magnetic diffuse and quasi-elastic scatterings in frustrated magnet YBaCo$$_{4}$$O$$_{7}$$

左右田 稔*; 古府 麻衣子; 河村 聖子; 浅井 晋一郎*; 益田 隆嗣*; 吉沢 英樹*; 古川 はづき*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(9), p.094707_1 - 094707_5, 2022/09

 被引用回数:0

The magnetic diffuse and the quasi-elastic scatterings of YBaCo$$_{4}$$O$$_{7}$$ on alternating kagome and triangular lattices have been studied through neutron scattering measurement. In the wide temperature region, the quasi-elastic scattering is observed, and forms the hexagon shape by connecting the magnetic superlattice points. The quasi-elastic scattering has the strongest intensity and the sharp profile around the magnetic transition temperature. From the temperature dependence of the quasi-elastic scattering, the existence of the Z$$_{2}$$ vortex transition is expected in YBaCo$$_{4}$$O$$_{7}$$.

論文

Magnetic orderings from spin-orbit coupled electrons on kagome lattice

渡邊 成*; 荒木 康史; 小林 浩二*; 小澤 耀弘*; 野村 健太郎*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(8), p.083702_1 - 083702_5, 2022/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

本論文では籠目格子上で構成される磁気秩序について、電子系の強束縛ハミルトニアンに基づいて数値計算を行い、電子の充填率及びスピン軌道相互作用の強さに対する依存性を調べる。籠目格子上では電子の充填率によって、強磁性及びノンコリニア反強磁性秩序のいずれも取りうることを示す。これらの磁気秩序は、籠目格子に特有のディラック分散や平坦バンドといったバンド構造に由来するものである。更に、Kane-Mele型やRashba型のスピン軌道相互作用を導入することで、実効的なDzyaloshinskii-Moriya相互作用が誘起され、磁気スパイラルや反強磁性120度構造等のノンコリニアな磁気秩序が安定化されることを示す。本研究によって得られた磁気秩序の相構造に関する知見は、ワイル・ディラック電子を示すような籠目格子の層状物質群における磁気秩序の起源を理解するのに役立つと期待される。

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

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(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

Various ordered states in Heisenberg FCC antiferromagnets with dipole-dipole interactions

横田 光史

Journal of the Physical Society of Japan, 91(6), p.064003_1 - 064003_7, 2022/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

Heisenberg antiferromagnet on a face-centered cubic (fcc) lattice with a nearest-neighbor exchange interaction is known to order antiferromagnetically with type-I spin structure. On the other hand, Heisenberg magnet on a fcc lattice with only magnetic dipole-dipole interactions orders ferromagnetically. Both the antiferromagnetic nearest-neighbor exchange interaction and the dipole-dipole interactions introduce frustration into the Heisenberg magnets but differently. Here the Heisenberg fcc antiferromagnets, in which both interactions are included are investigated by numerically solving the Landau-Lifshitz (LL) equation. Various ordered states which include multi-K structures are obtained depending on the relative strength of the two kinds of interactions.

論文

Single crystal growth and magnetic properties of noncentrosymmetric antiferromagnet Mn$$_3$$IrSi

大貫 惇睦*; 金子 良夫*; 青木 大*; 仲村 愛*; 松田 達磨*; 中島 美帆*; 芳賀 芳範; 竹内 徹也*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(6), p.065002_1 - 065002_2, 2022/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

Single crystals of Mn$$_3$$IrSi were grown using Bridgman method. Mn$$_3$$IrSi shows a remarkable increase of the electrical resistivity below antiferromagnetic transition temperature accompanied by a large jump of specific heat.

論文

Split Fermi surface properties of noncentrosymmetric compounds Fe$$_2$$P, Ni$$_2$$P, and Pd$$_2$$Si

大貫 惇睦*; 仲村 愛*; 青木 大*; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 竹内 徹也*; 金子 良夫*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(6), p.064712_1 - 064712_10, 2022/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

Fermi surface of noncentrocymmetric Fe$$_2$$P, Ni$$_2$$P and Pd$$_2$$Si was studied by means of de Haas-van Alphen experiments. The splitting energy of Fermi surfaces due to antisymmetric spin-orbit coupling is estimated.

論文

Hyperfine splitting and nuclear spin polarization in NdPd$$_5$$Al$$_2$$ and Nd$$_3$$Pd$$_{20}$$Ge$$_6$$

目時 直人; 柴田 薫; 松浦 直人*; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 山内 宏樹; 萩原 雅人; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054710_1 - 054710_6, 2022/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

NdPd$$_5$$Al$$_2$$におけるNdの超微細相互作用分裂を高分解能の中性子非弾性散乱によって研究した。Nd核の核スピン($$I$$=7/2)と、$$|pm9/2rangle$$の軌道が主成分の$$Gamma_6$$基底状態を示す4$$f$$電子との間の超微細相互作用によって、磁気秩序相において生じた超微細相互作用分裂に起因する中性子非弾性散乱ピークを、$$hbaromega$$ = $$pm$$3$$mu$$eVのエネルギーに観察した。低温では、Nd核スピンの低エネルギー状態の占拠確率が増加することによりNd核スピンが偏極し、反強磁性散乱ピーク強度に寄与するが、その際、中性子の非スピン反転過程の寄与が最も大きい。この現象の応用として反強磁性散乱ピーク強度の温度変化から、Nd$$_3$$Pd$$_{20}$$Ge$$_6$$のNd磁気モーメント及び超微細相互作用分裂の大きさを見積もることに成功した。

論文

Magnetism of Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ with andalusite structure

柿本 和勇*; 高田 早紀*; 太田 寛人*; 原口 祐哉*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 三田村 裕幸*; 徳永 将史*; 畠山 温*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054704_1 - 054704_7, 2022/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:76.56(Physics, Multidisciplinary)

The magnetism of Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ from $${x = 0.09}$$ to $${0.91}$$ with the andalusite structure was examined. Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ at low temperatures was found to show a weak ferromagnet-like behavior for $${x < 0.3}$$ and a spin glass behavior for $${x > 0.3}$$. The small spontaneous magnetization observed in the weak ferromagnet-like samples may be caused by the existence of Dzyaloshinsky-Moriya interaction and the difference in the magnitude of the magnetic moments of Fe$$^{3+}$$ in the octahedral and trigonal bipyramidal sites. The appearance of the spin glass behavior implies that the dilution of Fe ions by Al ions in Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ causes the competition between ferromagnetic and antiferromagnetic interactions. The $$x$$ dependence of the site occupancy of Fe ions suggests that Fe$$_{2}$$GeO$$_{5}$$ with the andalusite structure cannot be synthesized.

論文

Fourier interpolation method in phase space of Hamiltonian systems

佐々 成正

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054001_1 - 054001_8, 2022/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

The validity of the interpolation method in the phase space is investigated in symplectic time integration of Hamiltonian systems. Theoretically, we show that the orbit of the interpolated point in the phase space coincides with the true orbit defined by Hamilton's equations of motion under restricted conditions using the discrete Fourier interpolation method. Even under general conditions, the interpolated point in the phase space evolves close to the true orbit. We conduct numerical simulations to demonstrate that our interpolation method, which approximates the true orbit, has sufficient numerical accuracy under general conditions.

論文

Sinusoidal magnetic structure of andalusite-type AlxFe$$_{2}$$-xGeO$$_{5}$$ with $$x$$ = 0.09 and 0.15

柿本 和勇*; 太田 寛人*; 原口 祐哉*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 香取 浩子*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054707_1 - 054707_9, 2022/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

Neutron diffraction experiments on polycrystalline andalusite-type Al$$_{2}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ with $$x = 0.09$$ to $$0.15$$ were performed. The magnetic Bragg peaks with the propagation vector of $$kappa$$$$_{x=0.09}$$ = (0, 0.150(1), 0) for the sample with $${x = 0.09}$$ and $$kappa$$$$_{x=0.15}$$ = (0, 0.141(1), 0) for the sample with $${x = 0.15}$$ were observed, which means that an incommensurate magnetic order was realized for each sample. The calculation of the magnetic structure factors by the Pawley method and the analysis of the irreducible representations revealed that both samples have a magnetic structure in which the magnetic moments rotate in the crystallographic $$ab$$-plane with sinusoidal modulation along the $$b$$-axis. By the Luttinger Tisza method, we determined the sign of the nearest-neighbor exchange interaction consists that reproduce the magnetic structure obtained by the irreducible representation analysis.

論文

Estimated isotopic compositions of Yb in enriched $$^{176}$$Yb for producing $$^{177}$$Lu with high radionuclide purity by $$^{176}$$Yb($$d,x$$)$$^{177}$$Lu

永井 泰樹*; 川端 方子*; 橋本 慎太郎; 塚田 和明; 橋本 和幸*; 本石 章司*; 佐伯 秀也*; 本村 新*; 湊 太志; 伊藤 正俊*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(4), p.044201_1 - 044201_10, 2022/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

近年、神経内分泌腫瘍を治療するための医療用RIとして$$^{177}$$Luが注目されており、加速器施設で重陽子を濃縮$$^{176}$$Yb試料に照射し、高純度の$$^{177}$$Luを製造する方法が検討されている。ただし、Yb試料には様々な同位体が微量に含まれており、$$^{177}$$Lu以外のLu同位体が不純物として生成される。医療用として利用する$$^{177}$$Luは一定の純度が求められるため、定量的にLuの不純物を評価する手法が求められていた。本研究では、実験値を基に関与する全てのYb($$d,x$$)Lu反応の断面積を決定し、粒子輸送計算コードPHITSと組み合わせることで、Yb試料が任意の組成比をもつ場合の各Lu同位体の生成量を推定する新しい手法を開発した。他に、天然組成のYb試料へ25MeV重陽子を照射した実験も行い、本手法の有効性を検証した。また、市販の濃縮$$^{176}$$Yb試料に照射した条件で計算を行い、重陽子のエネルギーを15MeVとすることで、純度99%以上の$$^{177}$$Lu生成を達成できることを示した。開発した手法は、加速器を用いて高純度の医療用$$^{177}$$Luを製造する際、必要な濃縮Yb試料の同位体組成を議論する上で重要な役割を果たすものである。

論文

Abrupt change in electronic states under pressure in new compound EuPt$$_3$$Al$$_5$$

小泉 尭嗣*; 本多 史憲*; 佐藤 芳樹*; Li, D.*; 青木 大*; 芳賀 芳範; 郷地 順*; 長崎 尚子*; 上床 美也*; 金子 良夫*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 91(4), p.043704_1 - 043704_5, 2022/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

A new ternary europium compound EuPt$$_3$$Al$$_5$$ is reported. It orders antiferromagnetically at 12.4 K. Application of hydrostatic pressure varies the transition temperature and the compound becomes non-magnetic above the critical pressure 9 GPa. The pressure-temperature phase diagram is indicative of a possible valence crossover at the critical pressure.

論文

Mn L$$_{2,3}$$-edge EXAFS and magnetic EXAFS studies on the halfmetallic ferromagnet Co$$_{2}$$MnSi

向後 純也*; 藤原 秀紀*; 関山 明*; 斎藤 祐児; 梅津 理恵*; 二木 かおり*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(3), p.034702_1 - 034702_12, 2022/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

We report magnetic circular dichroism in extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) in a prototypical halfmetallic ferromagnet, Co$$_{2}$$MnSi. The EXAFS oscillations at the Mn L$$_{2,3}$$ edges are analyzed to obtain parameters used in the analysis of the magnetic EXAFS (MEXAFS). Theoretical calculations of MEXAFS spectra in Co$$_{2}$$MnSi show that the linear-path scatterings have larger contributions than the multiple triangular-path scatterings. Furthermore, the period of the oscillations in the MEXAFS spectra is shorter than that in the EXAFS spectra indicating that the far site contributions from the second to the fourth nearest neighbor Co and the third nearest Si atoms can strongly influence the MEXAFS oscillations, while the Mn atoms, despite the large magnetic moment, can have little contributions due to the interference of the spin components.

論文

Slow electronic dynamics in the paramagnetic state of UTe$$_2$$

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 芳賀 芳範; 常盤 欣文; Opletal, P.; 藤林 裕己*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 91(2), p.023707_1 - 023707_5, 2022/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:97.07(Physics, Multidisciplinary)

ウラン系の強磁性超伝導体で議論されてきた、「強磁性ゆらぎによるスピン三重項超伝導対の形成」および「強磁性ゆらぎを介した磁場による対形成引力の制御」というコンセプトがUTe$$_2$$においても成り立つことを期待させる。しかしその一方、$$_2$$では静的な強磁性秩序は存在せず、低温の磁気状態がこれまでのウラン系強磁性超伝導体にどこまで近いのかという点については疑問を持たれていた。実際、最近の中性子散乱実験では、比較的高温側から反強磁性に近いq=0.57という波数を持った磁気ゆらぎの発達が示されている。本研究では$$^{125}$$Te-NMR実験により低温で非常に遅いゆっくりとした揺らぎが発達する様子を捉えることに成功した。このことはこの系の低温における強い相関の発達を示唆している。

論文

Feedback of superconductivity on the magnetic excitation spectrum of UTe$$_{2}$$

Raymond, S.*; Knafo, W.*; Knebel, G.*; 金子 耕士; Brison, J.-P.*; Flouquet, J.*; 青木 大*; Lapertot, G.*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(11), p.113706_1 - 113706_5, 2021/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:80.78(Physics, Multidisciplinary)

We investigate the spin dynamics in the superconducting phase of UTe$$_2$$ by triple-axis inelastic neutron scattering on a single crystal sample. At the wave-vector $$k_1$$ = (0, 0.57, 0), where the normal state antiferromagnetic correlations are peaked, a modification of the excitation spectrum is evidenced, on crossing the superconducting transition, with a reduction of the relaxation rate together with the development of an inelastic peak at $${Omega} approx$$ 1 meV. The low dimensional nature and the a-axis polarization of the fluctuations, that characterise the normal state, are essentially maintained below Tsc. The high ratio of $${Omega}$$ $$k_{rm B}$$$$T$$$$_{sc}$$ $$approx$$ 7.2 contrasts with the most common behaviour in heavy fermion superconductors.

論文

Twisted skyrmion strings in a layered Heisenberg model with dipole-dipole interactions

横田 光史

Journal of the Physical Society of Japan, 90(10), p.104701_1 - 104701_5, 2021/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

Skyrmion strings in a layered Heisenberg model with dipole-dipole interactions are investigated by solving the Landau-Lifshitz equation numerically. Twisted skyrmion strings appear in some cases, for which the helicity of the skyrmion for the top surface is opposite to that for the bottom surface. The skyrmion near the middle layer is a N$'e$el skyrmion with inward spin directions for the twisted skyrmion strings.

論文

Nodal lines and boundary modes in topological Dirac semimetals with magnetism

荒木 康史; 渡邊 成*; 野村 健太郎*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(9), p.094702_1 - 094702_9, 2021/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:36.52(Physics, Multidisciplinary)

磁性を持つ線ノード半金属はいくつかの化合物で理論的および実験的に確認されているが、一方で、その磁気秩序と電子の性質の間の関係性についての理解は進んでいない。本研究では磁性線ノード半金属のバルク及び境界面における電子の性質を理解することを目的として、トポロジカルディラック半金属(TDSM)に磁性を導入した系を数値的および解析的に取り扱う。TDSMはスピン縮退したディラック点のペアを持つ物質であり、$$mathrm{Cd_3 As_2}$$及び$$mathrm{Na_3 Bi}$$等が知られている。TDSMの格子模型で電子スピンに結合した磁化を導入してバンド構造を計算することにより、TDSMは磁化の向き及び結合定数に依存して、ワイル半金属または線ノード半金属のいずれかに転移することが示された。これによって得られた磁性線ノード半金属相の電子状態を計算することにより、境界面においては線ノードに対応したドラムヘッド型バンド構造を持つゼロモードが現れることが示された。この境界モードはバルクの整数$$(mathbb{Z})$$トポロジカル数により特徴づけられるものであり、磁壁に局在して現れることが見出された。

論文

Spin-flop phase in a honeycomb antiferromagnet Mn$$_{0.84}$$Mg$$_{0.16}$$TiO$$_{3}$$

社本 真一; 山内 宏樹; 池内 和彦*; Lee, M. K.*; Chang, L.-J.*; Garlea, V. O.*; Hwang, I. Y.*; Lee, K. H.*; Chung, J.-H.*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(9), p.093703_1 - 093703_4, 2021/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

ハニカム格子反強磁性体Mn$$_{0.84}$$Mg$$_{0.16}$$TiO$$_{3}$$の5T磁場下でのスピンフロップ相の磁気構造を弾性散乱と非弾性散乱を相補的に用いることで、初めて提案した。

論文

Topological Hall effects of magnons in ferrimagnets

仲田 光樹; Kim, S. K.*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(8), p.081004_1 - 081004_10, 2021/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

マグノンのトポロジカルホール効果について総括する。特に、強磁性絶縁体,反強磁性絶縁体,フェリ磁性絶縁体、それぞれのトポロジカル物性(例:スピンHall効果,スピンNernst効果,熱Hall効果)を解説し、幾何学的位相の観点から統一的な視点を与える。

論文

Observation of the angular momentum compensation by Barnett effect and NMR

中堂 博之; 今井 正樹; 松尾 衛; 前川 禎通; 齊藤 英治

Journal of the Physical Society of Japan, 90(8), p.081003_1 - 081003_11, 2021/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:36.52(Physics, Multidisciplinary)

We demonstrate observation of the angular momentum compensation temperature $$T_{rm A}$$, at which the net angular momentum is quenched in ferrimagnets. Using the Barnett effect, in which an object is magnetized by mechanical rotation owing to spin-rotation coupling, we measure $$T_{rm A}$$ in the Ho$$_{3-x}$$Dy$$_{x}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$ system. We determine $$T_{rm A}$$ to be 240 K in Ho$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$ (HoIG). We find that $$T_{rm A}$$ increases with Dy content and show that $$T_{rm A}$$ of Ho$$_{1.5}$$Dy$$_{1.5}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$ corresponds with room temperature. We also demonstrate that $$^{57}$$Fe-NMR measurements can be applied to explore domain wall dynamics in HoIG. We find that the NMR intensity exhibits a maximum at $$T_{rm A}$$ in the multi-domain state. We provide a simple model for describing this NMR signal enhancement caused by enhancement of domain-wall mobility at $$T_{rm A}$$.

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