Probing topological order in f-electron system via complementary use of quantum beams

通过量子束的互补使用探测 f 电子系统中的拓扑顺序

基本信息

批准号：
20H01864
负责人：
金子耕士
金额：
$ 11.81万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では、これまでMnSiなどのd電子系を中心に研究されてきた、磁気スキルミオンを代表とするトポロジカルに保護された秩序状態について、新たにf電子系でのトポロジカル磁気秩序に着目し、中性子、放射光、ミュオンの量子ビームプローブを相補的に駆使して、静的・動的の両面から、その本質に迫ることを目的としている。本年度は新たに２つの系について着手した。この内、磁場下でトポロジカルホール効果の出現が期待されるGd化合物について、中性子散乱によりまず基底状態での磁気構造を調べた。再稼働したJRR-3での測定において、吸収が巨大ながらも磁気反射の観測に成功し、過去の報告と秩序波数が異なっていることを明らかにした。この結果により、続く磁場下での測定への足掛かりを気付くことが出来た。軌道磁気モーメントをもつ希土類元素について、磁場誘起秩序構造および非弾性散乱によるダイナミクスの測定を行った。磁気抵抗やホール異常が観測される磁場領域において、特殊な磁気散乱パターンの出現を観測した。これは既知の磁気スキルミオンなどとは異なる磁気構造の実現を示唆している。またダイナミクスからも、新たな特徴的な励起構造をもつことを明らかにした。以上の結果から、輸送異常の要因となる新たな磁気構造の存在が期待される。これまでに行ってきたスピン系のEu，Gdに加え、あらたに軌道磁気モーメントを持つ系へと展開が得られた点で、大きな前進が得られた。

在本项目中，我们重点研究以磁斯格明子为代表的拓扑保护有序态，主要在MnSi等d电子体系中进行研究，并充分利用量子来研究f电子体系中的拓扑磁序。我们以互补的方式使用中子、同步加速器辐射和μ子束探针，旨在从静态和动态的角度来探讨这一现象的本质。今年，我们开始开发两个新系统。其中，我们首先通过中子散射研究了Gd化合物基态的磁结构，预计其在磁场下表现出拓扑空穴效应。在重启JRR-3的测量过程中，我们成功地观察到了磁反射，尽管吸收很大，并且表明阶波数与之前的报告不同。这一结果为后续在磁场下的测量提供了起点。对于具有轨道磁矩的稀土元素，我们通过非弹性散射测量了磁场引起的有序结构和动力学。我们观察到在磁阻和霍尔异常的磁场区域中出现了特殊的磁散射图案。这表明实现了与已知磁性斯格明子不同的磁性结构。此外，动力学表明它具有新的特征激励结构。从上述结果来看，我们预计存在一种导致输运异常的新磁结构。除了迄今为止已经研究的自旋系统Eu和Gd之外，我们还取得了很大的进展，我们已经扩展到具有轨道磁矩的系统。

项目成果

期刊论文数量（52）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nature of Structural Instabilities in Superconducting Sr3Ir4Sn13

超导 Sr3Ir4Sn13 结构不稳定性的本质

DOI：
10.7566/jpscp.30.011032
发表时间：
2020
期刊：
JPS Conf. Proc.
影响因子：
0
作者：
Kaneko Koji;Cheung Yiu Wing;Hu Yajian;Imai Masaki;Tanioku Yasuaki;Kanagawa Hibiki;Murakawa Joichi;Moriyama Kodai;Zhang Wei;Lai Kwing To;Matsuda Masaaki;Yoshimura Kazuyoshi;Tsutsui Satoshi;Goh Swee Kuan
通讯作者：
Goh Swee Kuan

SmAu3Al7が示す重い電子状態と共存した部分無秩序相における磁気構造

SmAu3Al7 中与重电子态共存的部分无序相的磁性结构