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町田 晃彦*; 齋藤 寛之*; 青木 勝敏*; 小松 一生*; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 舟越 賢一*; 町田 真一*; 佐藤 豊人*; 折茂 慎一*
Physical Review B, 111(22), p.224413_1 - 224413_6, 2025/06
被引用回数:1Mn金属を高温高圧で水素化することにより形成される反強磁性Mn重水素化物、fcc-MnDxとhcp
-MnDxの結晶構造と磁気構造をin-situ中性子粉末回折により調べた。重水素原子はfcc及びhcp金属格子の八面体格子間を部分的に占有していた。N
el温度は
-MnD
で543(10)Kであった。
-MnD
では、飽和磁気モーメントは0.82(1)
、N
el温度は347(3)Kであった。
-MnD
と
-MnD
について決定されたN
el温度は、以前の研究で提案されたそれぞれのSlater-Pauling曲線によって予測されたものと一致した。更新されたN
el温度は、電子バンド構造計算に基づくより正確なSlater-Pauling曲線の開発に示唆を与える。
Jin, H.*; Choi, E. S.*; Wu, H.-C.*; Curro, N. J.*; 那波 和宏*; 佐藤 卓*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; Klavins, P.*; Taufour, V.*
Physical Review B, 111(3), p.035103_1 - 035103_7, 2025/01
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Materials Science, Multidisciplinary)We report on neutron diffraction, magnetoresistance, magnetization and magnetic torque measurements under high magnetic field in the helical antiferromagnet CeVGe. This compound exhibits Kondo lattice coherence and helical antiferromagnetic (AFM) ordering at ambient pressure, similar to the well-studied CeRhIn
. Our measurements reveal that CeVGe
undergoes a magnetic transition from an incommensurate (ICM) AFM state to an up-up-down-down commensurate (CM) AFM structure, followed by a transition to a novel phase at higher fields. A quantum phase transition occurs around 21.3 T. This rich magnetic field phase diagram closely resembles that of CeRhIn
. Furthermore, angle-dependent magnetoresistance measurements reveal that all transitions in CeVGe
occur from the field component along the ab plane. These findings highlight the intricate interplay among exchange interactions, crystal field effects, ground state properties, and crystalline symmetries.
石井 裕太*; 坂倉 輝俊*; 石川 喜久*; 鬼柳 亮嗣; Lustikova, J.*; 青山 拓也*; 大串 研也*; 若林 裕助*; 木村 宏之*; 野田 幸男*
Physical Review B, 110(18), p.184404_1 - 184404_7, 2024/11
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Materials Science, Multidisciplinary)Neutron-scattering measurements were employed to investigate the magnetic ordering in TbGd
Mn
O
(x = 0.485) enriched with the
Gd isotope, a member of multiferroic RMn
O
(R = rare-earth element) compounds. This material, at low temperatures, exhibits commensurate magnetic (CM) ordering, which drives electric polarization. Notably, electric polarization diminishes as the temperature decreases further, while the CM ordering persists. Magnetic structure analyses revealed that a cycloidal magnetic structure along the c axis transforms into a sinusoidal-like structure, resulting in the nonferroelectric phase, whereas a collinear magnetic structure in the ab plane exhibits no significant change. The findings suggest that the cycloidal magnetic structure plays a key role in inducing electric polarization in the CM ordering of the present material.
高阪 勇輔*; 大石 一城*; 服部 高典
高圧力の科学と技術, 34(3), p.121 - 126, 2024/09
CrNbS
のカイラルヘリ磁性(CHM)とカイラルソリトン格子の観測により、遷移金属インターカレートジカルコゲナイドが注目されている。CrNb
S
のCHMのらせん周期に与える圧力の影響を調べるため、ピストンシリンダー型圧力セルを用いて1.2GPaまでの中性子小角散乱実験を行った。その結果、圧力の増加とともに磁気転移温度が低下することが観測された。さらに、CHMのらせん周期は圧力の増加とともに減少した。格子定数の減少に比べ、らせん周期の減少は非常に大きい。このことは、圧力を加えることによって、Dzyaloshinski-Moriya相互作用の振幅が弱まることを示している。
下田 愛海*; 岩佐 和晃*; 桑原 慶太郎*; 佐賀山 基*; 中尾 裕則*; 石角 元志*; 大原 高志; 中尾 朗子*; 星川 晃範*; 石垣 徹*
JPS Conference Proceedings (Internet), 38, p.011091_1 - 011091_6, 2023/05
Synchrotron X-ray diffraction study revealed that NdSn
(
= Rh and Ir) undergo structural phase transitions characterized by the wave vector
=(1/2,1/2,0). Neutron diffraction study revealed antiferromagnetic ordering below
= 1.65 and 1.42 K for Nd
Rh
Sn
and Nd
Ir
Sn
, respectively, which is similar to that previously reported for Nd
Co
Sn
. These compounds show a magnetic susceptibility saturation behavior below approximately 3 K. The results indicate emergence of anomalous electronic correlation in Nd
Sn
(
= Co, Rh, and Ir) above
.
田中 誠也*; 鬼柳 亮嗣; 石川 喜久*; 天児 寧*; 飯山 拓*; 二村 竜祐*; 丸山 建一*; 内海 重宣*
Physical Review Materials (Internet), 7(1), p.014403_1 - 014403_11, 2023/01
被引用回数:1 パーセンタイル:9.61(Materials Science, Multidisciplinary)Sc-substituted hexagonal ferrite Ba(FeSc
)
O
has an incommensurate helimagnetic structure. However, the incommensurate helimagnetic structure has not been sufficiently determined, and the mechanism via which the helimagnetism develops has not been studied. Time-of-flight single-crystal neutron diffraction measurements were performed on single-crystal samples of Ba(Fe
Sc
)
O
with Sc concentrations of x = 0, 0.128, 0.153, and 0.193. The magnetic structure analyses revealed that the helimagnetic structure of Ba(Fe
Sc
)
O
is a cone type whose base is in the ab plane and height is in the c-axis direction. The magnetic moments of Fe2(4
), Fe4(4
), and Fe5(12
) are aligned with distinct angles, leading to the helimagnetic structure of Ba(Fe
Sc
)
O
, and can be explained by assuming that there is an antiferromagnetic superexchange interaction
between Fe2(4
) and Fe5(12
) that is negligible in the x = 0 crystal. The shorter bond distance of Fe2-O1 in Sc-rich crystals revealed by the crystal structure analyses enhances the superexchange interaction
. The relatively strong
leads to competition among the three superexchange interactions,
,
, and
, resulting in the development of the helimagnetic structure. These findings facilitate the understanding of the essentials of the basic magnetic material BaFe
O
.
丸山 建一*; 田中 誠也*; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 森山 健太郎*; 石川 喜久*; 天児 寧*; 飯山 拓*; 二村 竜祐*; 内海 重宣*; et al.
Journal of Alloys and Compounds, 892, p.162125_1 - 162125_8, 2022/02
被引用回数:2 パーセンタイル:10.12(Chemistry, Physical)Hexagonal ferrite Ba(FeSc
)
O
is an important magnetic oxide material in both science and engineering because it exhibits helimagnetism around room temperature (300 K). In this study, the magnetic phase diagram of Ba(Fe
Sc
)
O
consisting of ferri-, heli-, antiferro-, and paramagnetic phases has been completed through magnetization and neutron diffraction measurements. The magnetic phase transition temperature to paramagnetism decreases with the increase in x, and the temperature at which the magnetization reaches a maximum, which corresponds to the magnetic phase transition from heli- to ferrimagnetism, is determined for low x crystals. The temperatures at which helimagnetism appears are precisely determined by observing the magnetic satellite reflection peaks in neutron diffraction at various temperatures, which characterize helimagnetism. Based on these results, the magnetic phase diagram of the Ba(Fe
Sc
)
O
system is constructed in the T-x plane. Helimagnetism appears at x
0.06, and magnetism with antiferromagnetic components appears as the extension phase of helimagnetism at x
0.19 through the coexistence region. The turn angle
of the helix for each x crystal is calculated from the relationship,
, where
is the incommensurability. The turn angle
decreases with the increase in temperature for the same x crystal, and increases with the increase in x at the same temperature. Furthermore, it is found that there are clear thresholds at which
cannot take values between 0
<
< 90
and 170
<
< 180
.
紅林 大地*; 荒木 康史; 野村 健太郎*
Journal of the Physical Society of Japan, 90(8), p.084702_1 - 084702_9, 2021/08
被引用回数:9 パーセンタイル:57.92(Physics, Multidisciplinary)本研究では、磁性ワイル半金属において電流および電圧によって誘起されるスピントルクの理論を導出する。磁性ワイル半金属においては、非自明なトポロジーを持つバンド構造に由来して磁化と電子輸送が結合し、スピントロニクスに適した性質を示す。本論文では、磁化構造の勾配および電流に関する摂動展開に基づき、電流によって誘起されるスピントルクを網羅的に導出する。このトルクはスピン軌道トルク及びスピン移行トルクを内包するものである。更に、電圧(電位差)によって誘起されるトルクも微視的に導出し、このトルクがスピンと軸性カレントの対応関係、及びカイラルアノマリーに由来するものであることを示す。
内海 重宣*; 田中 誠也*; 丸山 建一*; 天児 寧*; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 森山 健太郎*; 石川 喜久*; 他9名*
ACS Omega (Internet), 5(38), p.24890 - 24897, 2020/09
被引用回数:5 パーセンタイル:19.73(Chemistry, Multidisciplinary)六方晶フェライトBa(FeSc
)
O
の磁気構造を解明し、さらなる応用開発を進めるためには、大型の高品質な単結晶を育成することが重要な第一歩である。本研究では、Na
O-Fe
O
フラックスを使用した自発結晶化法によって、さまざまなSc濃度
のBa(Fe
Sc
)
O
単結晶の育成に成功した。得られた結晶は、高品質の単相Ba(Fe
Sc
)
O
であることがX線回折と元素分析により確認され、
= 0.128結晶の77Kの磁化測定では、ヘリマグネティックな挙動を示すことがわかった。
=0.128結晶の中性子回折測定の結果、211K以下で磁気衛星反射が確認され、Ba(Fe
Sc
)
O
がヘリ磁性物質であることが確認された。
荒木 康史
Annalen der Physik, 532(2), p.1900287_1 - 1900287_16, 2020/02
被引用回数:49 パーセンタイル:90.51(Physics, Multidisciplinary)Recent theoretical and experimental attempts have been successful in finding magnetic Weyl semimetal phases, which show both nodal-point structure in the electronic bands and magnetic orders. Beyond uniform ferromagnetic or antiferromagnetic orders, nonuniform magnetic textures, such as domain walls and skyrmions, may even more enrich the properties of the Weyl electrons in such materials. This article gives a topical review on interplay between Weyl electrons and magnetic textures in those magnetic Weyl semimetals. The basics of magnetic textures in non-topological magnetic metals are reviewed first, and then the effect of magnetic textures in Weyl semimetals is discussed, regarding the recent theoretical and experimental progress therein. The idea of the fictitious "axial gauge fields" is pointed out, which effectively describes the effect of magnetic textures on the Weyl electrons and can well account for the properties of the electrons localized around magnetic domain walls.
中根 僚宏*; 米山 翔太*; 兒玉 健*; 菊地 耕一*; 中尾 朗子*; 大原 高志; 東中 隆二*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 藤田 渉*
Dalton Transactions (Internet), 48(1), p.333 - 338, 2019/01
被引用回数:3 パーセンタイル:14.89(Chemistry, Inorganic & Nuclear)The two-dimensional quadratic lattice magnet, bis(glycolato)cobalt(II) ([Co(HOCHCO
)
]), showed anti-ferromagnetic ordering at 15.0 K and an abrupt increase in magnetisation at H = 22 600 Oe and 2 K, thereby acting as a metamagnet. Neutron diffraction studies suggested that the magnetic moment vectors of the Co(II) ions had an amplitude of 3.59 mB and were not aligned in a fully antiparallel fashion to those of their neighbours, which caused canting between the magnetic moment vectors in the sheet. The canting angle was determined to be 7.1deg. Canting induced net magnetisation in the sheet, but this magnetisation was cancelled between sheets. The magnetisations in the sheets were oriented parallel to the magnetic field at the critical magnetic field.
目時 直人; 山内 宏樹; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*; 綿貫 竜太*; 萩原 雅人*
Physical Review B, 97(17), p.174416_1 - 174416_10, 2018/05
被引用回数:11 パーセンタイル:43.60(Materials Science, Multidisciplinary)多重の秩序変数を伴うf電子系NdBの磁気構造を中性子偏極解析によって明らかにした。面内の磁気モーメントについては
と呼ばれる、単位格子内の磁気モーメントが全て外側または内側に向いた構造を確認した。これは最近の我々の粉末回折の結果と一致する。一方、この構造にc軸モーメントの反強磁性ダイマー構造(
)が共存することが新たにわかり、粉末回折実験の解析の前提が崩れていることがわかった。またIII相及びIV相において(0.14,0.14,0.1)および(0.2,0,0.1)の波数を伴うインコメ相についても、c軸方向の磁気モーメントが変調していることを明らかにした。面内モーメントは主たる秩序変数として振る舞い、ランダウ理論を用いた解析によりc軸モーメントは誘起秩序変数として表されること、すなわち、高次の磁気的または多極子の相互作用に起因することがわかった。
吉田 良行*; 池田 伸一*; 松畑 洋文*; 白川 直樹*; Lee, C.-H.*; 片野 進
Physical Review B, 72(5), p.054412_1 - 054412_7, 2005/08
被引用回数:125 パーセンタイル:94.89(Materials Science, Multidisciplinary)二重層化合物CaRu
O
の結晶構造を電子線回折と中性子回折によって調べた。回折パターンの温度依存性は全ての格子定数が48Kの一次のメタル-ノンメタル転移点で、結晶空間群の変化を伴うことなく、突然変化することを明らかに示した。またNeel温度56K以下の温度で磁気反射が観測された。この結果から、磁気構造は面内で強磁性的に、面間で反強磁性的に配列しているモデルを提案した。このモデルによれば、6T付近での磁気抵抗の磁場依存性が矛盾なく説明できる。
本多 史憲; 目時 直人; 金子 耕士; 青木 大*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; 塩川 佳伸; 大貫 惇睦; Colineau, E.*; Bernhoeft, N.*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 359-361, p.1147 - 1149, 2005/06
被引用回数:26 パーセンタイル:68.25(Physics, Condensed Matter)最近原研及び東北大金研(大洗)においてNpTGa(T: Fe, Co, Ni)の純良な単結晶試料が育成された。これらの化合物について中性子回折実験から磁気構造を決定した。またこれら3つの化合物は同じ結晶構造を持っておりかつ3d電子数が1つずつしか違わないのに、低温で異なる磁気構造を形成することを明らかにした。さらにT=Co, Niでは磁気モーメントはNpが単独で担うがT=FeではFeも磁気モーメントを有する。会議ではこれらの結果について発表を行う。
高田 幸生*; 中川 貴*; 福田 泰成*; 徳永 仁寿*; 山本 孝夫*; 橘 武司*; 川野 眞治*; 井川 直樹; 石井 慶信
Japanese Journal of Applied Physics, 44(5A), p.3151 - 3156, 2005/05
被引用回数:4 パーセンタイル:17.50(Physics, Applied)CoZ型六方晶フェライト、Ba
Co
Fe
O
の透磁率の温度変化を測定した結果、540Kと680Kに磁気低下が観察された。原研・JRR-3に設置した高分解能中性子粉末回折装置(HRPD)を用いた高温中性子回折実験を行い、さらにRietveld解析した結果、523
573Kで磁気構造が変化し、磁気容易方向がc面方向からc軸方向へ変化していることがわかった。この変化はコバルトの磁気構造に対する寄与の消失によるものであることを明らかにした。
星川 晃範
波紋, 14(4), p.256 - 259, 2004/10
分子磁性体は分子レベルでの構造設計を行うことができる。そのなかで、結晶構造としてキラル(光学異性)な構造を持つ分子磁性体が合成されている。この物質では磁化による光学活性であることを示す磁気円二色性が観測されており、磁気構造としてもキラルな構造をとることが期待されているものの、磁気構造についてよくわかっていなかった。このような光学活性な磁気機能性材料として着目されている分子磁性体の磁気構造について、粉末中性子回折を用いて明らかにした。この研究についてわかりやすく解説した。
左右田 稔*; 安井 幸夫*; 伊藤 雅典*; 飯久保 智*; 佐藤 正俊*; 加倉井 和久
Journal of the Physical Society of Japan, 73(2), p.464 - 468, 2004/02
被引用回数:42 パーセンタイル:81.08(Physics, Multidisciplinary)酸素欠損ペロヴスカイト系NdBaCoO
における中性子回折実験によりT=360Kの反強磁性秩序及び初めてT=250Kの電荷秩序が明らかにされた。またこの物質におけるCoO
ピラミッドのCoイオンのスピン状態が両相において高スピン状態であることが示唆される結果が得られた。
中村 充孝; 松田 達磨; 加倉井 和久; Lander, G. H.; 河原崎 修三*; 大貫 惇睦
Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S1997 - S2000, 2003/07
被引用回数:4 パーセンタイル:26.27(Physics, Condensed Matter)UX系ではXを変化させることによってウラン5
電子との混成効果が制御され、さまざまな磁気的性質を示す。その物理的起源については未解明の部分が多く、今回試料として選んだUGa
では全磁気モーメントの方向さえ決定的な結論が得られていない。対称性の高い結晶構造(AuCu
型)を持つUX
系では通常、マルチドメイン構造のために中性子回折では全磁気モーメントの方向を一意に決定することができない。しかし、今回われわれは一軸圧下でUGa
の非等方的なドメイン構造を誘起することに成功し、偏極中性子回折実験によりドメイン分布を定量的に決定することができた。その結果、UGa
の磁気モーメントの方向が[011]軸に沿っていることが明らかになった。
松田 達磨; 目時 直人; 芳賀 芳範; 池田 修悟; 金子 耕士; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦
Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S2023 - S2027, 2003/07
被引用回数:6 パーセンタイル:34.85(Physics, Condensed Matter)UTX
(T: 遷移金属,X: Si, Ge)は、強相関電子系化合物として系統的に研究がなされているが、その中でUCr2
Si
は、ネール温度30Kの反強磁性体である。われわれはこの物質について初めて単結晶育成を行い、物性を調べてきた。その結果輸送特性から新たに
=210Kにおいて構造相転移を示唆する結果を得た。このことから、中性子回折実験により結晶構造及び低温秩序相における磁気構造を調べた。その結果、高温の正方晶から
以下において三斜晶へ転移することがわかった。さらに転移は一次転移を示唆するヒステリシスを持つことがあきらかとなった。また磁気構造は
=[-1/2, 1/2, 0]の反強磁性秩序であることがわかった。このことは、これまでにUT
X
では見られなかった磁気構造である。
左右田 稔*; 安井 幸夫*; 藤田 利晃*; 宮下 健*; 佐藤 正俊*; 加倉井 和久
Journal of the Physical Society of Japan, 72(7), p.1729 - 1734, 2003/07
被引用回数:76 パーセンタイル:89.99(Physics, Multidisciplinary)酸素欠損ペロヴスカイト系TbBaCoO
の中性子回折実験が行われ、多数の磁気及び構造相転移が観測された。340Kにおける電荷秩序を伴うメタル・絶縁体相転移,280Kの強磁性モーメントを伴う磁気相転移、及び260Kに反強磁性秩序を伴うと思われる相転移が観測された。特に270Kと250Kの磁気構造解析の結果、Co
イオンのスピン状態がCoO
八面体では低スピン状態,CoO
ピラミッドでは中間スピン状態であることが明らかになった。