偏極中性子散乱による実・逆空間磁気テクスチャの検出とスピントロニクス機構の開拓

通过极化中子散射检测真实和互易空间磁纹理以及自旋电子机制的发展

• 批准号: 22KJ0312
• 负责人: 川又 雅広
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0312/
• 关键词: スキルミオン; マグノンテクスチャ; 中性子散乱

本研究の最終目的はPx偏極手法による対称性スキルミオンやマグノンテクスチャの初検出である。令和4年度は、まず候補物質に対し対称性スキルミオンやマグノンテクスチャの存在可能性を確認することが主な目的であった。（１）対称性スキルミオンの候補物質である希土類金属間化合物の単結晶をテトラアーク炉での引き上げ法により作製した。磁化、電気抵抗、ホール抵抗測定を行ったところ、磁場中での輸送特性の異常を確認した。この異常がスキルミオン相由来かどうかを確認するため、磁場中の中性子回折実験を行う予定である。（２）マグノンテクスチャの候補物質であるSr2MnSi2O7に対して中性子による単結晶構造解析、非弾性中性子散乱実験を行い、磁気構造と相互作用定数を決定した。これらの結果は近く論文として公表される予定である。さらに、電気分極を測定するため、誘電率・電気分極の測定環境を立ち上げ、スピン誘起の電気分極の観測にも成功した。今年度は対称性スキルミオンとマグノンテクスチャの存在可能性に対する知見を得ることができた。令和5年度はこれらの研究結果をもとに、中性子散乱手法やマクロ測定を駆使し、対称性スキルミオンやマグノンテクスチャの存在を明らかにしていき、本研究の最終目的であるPx偏極手法による対称性スキルミオンとマグノンテクスチャの観測を目指す。

这项研究的最终目标是首次使用 Px 偏振方法检测对称斯格明子和磁振子纹理。 2020年的主要目的是首先确认候选物质中存在对称斯格明子和磁振子织构的可能性。 (1)采用四弧炉提拉法制备了稀土金属间化合物的单晶，该化合物是对称斯格明子的候选材料。当我们测量磁化强度、电阻和霍尔电阻时，我们确认了磁场中传输特性的异常。为了确认这种异常现象是否源于斯格明子相，我们计划在磁场中进行中子衍射实验。 (2)对磁振子织构候选材料Sr2MnSi2O7进行中子单晶结构分析和非弹性中子散射实验，以确定磁结构和相互作用常数。这些结果很快将作为论文发表。此外，为了测量电极化，我们建立了测量介电常数和电极化的环境，并成功地观察了自旋诱发的电极化。今年，我们获得了有关对称斯格明子和磁振子纹理存在可能性的知识。在2025财年，基于这些研究成果，我们将充分利用中子散射方法和宏观测量来阐明对称斯格明子和磁振子织构的存在，并进一步发展Px极化方法，这是我们这项研究的最终目标。旨在观察对称的斯格明子和磁振子纹理。