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月例研究報告 3月

1. 研究グループの活動状況

(1) 量子物性グループ

【 BL12高分解能チョッパー分光器HRC 】

◆　研究成果

量子磁性体のスピン波寿命を磁場で制御することに成功

　BL12の装置担当者グループは、量子磁性体RbFeCl3のスピン波寿命を磁場により制御することに成功しました。 スピン流は絶縁体でも存在し、電荷の移動を伴わないためエネルギー損失のない流れとして注目されています。スピン流をエレクトロニクスのように利用するには、スピン波の安定性の制御が有効です。 研究グループは、スピン波の安定性、スピン間の相互作用の強さ、磁性体の基本的性質をミクロなレベルで理解するため、中性子散乱を用いて量子磁性体RbFeCl3を詳細に調べました。これまでは、個々の量子磁性体において、スピン波の安定性の研究がなされていました。本研究では、RbFeCl3という量子磁性体に着目し、磁場中でスペクトル輝線（モード）がどのように変化するか調べました。その結果、磁場がない状態ではシャープなモード（長寿命）が磁場を加えることでよりブロード（短寿命）になり、さらに強い磁場を加えると再びシャープ（長寿命）になることを見出しました。つまり、量子磁性体のスピン波寿命が磁場で制御可能であることが実証されました。量子磁性体のスピン波寿命制御を活用することで、次世代電子デバイスへの応用が期待されているスピン流制御の新しいスイッチング機構となり得ます。

詳しくはJ-PARCのプレスリリース
https://j-parc.jp/c/press-release/2024/01/11001267.html
をご覧ください。

 

 

◆　論文等

  • Shunsuke Hasegawa, Hodaka Kikuchi, Shinichiro Asai, Zijun Wei, Barry Winn, Gabriele Sala, Shinichi Itoh, and Takatsugu Masuda,
    "Field control of quasiparticle decay in a quantum antiferromagnet",
    Nat. Commun., 15 (2024) 125.

◆　メディア掲載・プレスリリース

  • 東京大学, 高エネルギー加速器研究機構, J-PARC センター,
    "量子磁性体のスピン波寿命を磁場で制御することに成功 - スピン流制御のスイッチデバイスの可能性 -,
    https://j-parc.jp/c/press-release/2024/01/11001267.html, (2024-01-11).

 

【 BL23偏極中性子散乱装置POLANO 】

◆　論文等

  • Hiroki Yamauchi, Dita Puspita Sari, Yukio Yasui, Terutoshi Sakakura, Hiroyuki Kimura, Akiko Nakao, Takashi Ohhara, Takashi Honda, Katsuaki Kodama, Naoki Igawa, Kazutaka Ikeda, Kazuki Iida, Daichi Ueta, Tetsuya Yokoo, Matthias D. Frontzek, Songxue Chi, Jaime A. Fernandez-Baca, Kenji M. Kojima, Donald Arseneau, Gerald Morris, Bassam Hitti, Yipeng Cai, Adam Berlie, Isao Watanabe, Pai-Tse Hsu, Yu-Sheng Chen, Min Kai Lee, Amelia Elisabeth Hall, Geetha Balakrishnan, Lieh-Jeng Chang, and Shin-ichi Shamoto,
    "Quantum critical behavior of the hyperkagome magnet Mn3CoSi",
    Phys. Rev. Research, 6 (2024) 013144.

 

(2) ソフトマターグループ

【 BL16ソフト界面解析装置SOFIA 】

◆　論文等

  • Edward M. Germany, Nakajohn Thewasano, Kenichiro Imai, Yuki Maruno, Rebecca S. Bamert, Christopher J. Stubenrauch, Rhys A. Dunstan, Yue Ding, Yukari Nakajima, XiangFeng Lai, Chaille T. Webb, Kentaro Hidaka, Kher Shing Tan, Hsinhui Shen, Trevor Lithgow, Takuya Shiota,
    "Dual recognition of multiple signals in bacterial outer membrane proteins enhances assembly and maintains membrane integrity",
    eLife, 12 (2023) RP90274.

 

(3) 水素貯蔵基盤研究グループ

【 BL21高強度全散乱装置NOVA 】

◆　論文等

  • Hiroki Yamauchi, Dita Puspita Sari, Yukio Yasui, Terutoshi Sakakura, Hiroyuki Kimura, Akiko Nakao, Takashi Ohhara, Takashi Honda, Katsuaki Kodama, Naoki Igawa, Kazutaka Ikeda, Kazuki Iida, Daichi Ueta, Tetsuya Yokoo, Matthias D. Frontzek, Songxue Chi, Jaime A. Fernandez-Baca, Kenji M. Kojima, Donald Arseneau, Gerald Morris, Bassam Hitti, Yipeng Cai, Adam Berlie, Isao Watanabe, Pai-Tse Hsu, Yu-Sheng Chen, Min Kai Lee, Amelia Elisabeth Hall, Geetha Balakrishnan, Lieh-Jeng Chang, and Shin-ichi Shamoto,
    "Quantum critical behavior of the hyperkagome magnet Mn3CoSi",
    Phys. Rev. Research, 6 (2024) 013144.
  • Zhenyou Song, Tengrui Wang, Hua Yang, Wang Hay Kan, Yuwei Chen, Qian Yu, Likuo Wang, Yini Zhang, Yiming Dai, Huaican Chen, Wen Yin, Takashi Honda, Maxim Avdeev, Henghui Xu, Jiwei Ma, Yunhui Huang, Wei Luo,
    "Promoting high-voltage stability through local lattice distortion of halide solid electrolytes",
    Nat. Commun., 15, 1481 (2024).

 

(4) 構造科学グループ

【 BL05中性子光学基礎物理測定装置NOP 】

◆　論文等

  • E. Nocerino, O. Kenji Forslund, H. Sakurai, N. Matsubara, A. Zubayer, F. Mazza, S. P. Cottrell, A. Koda, I. Watanabe, A. Hoshikawa, T. Saito, J. Sugiyama, Y. Sassa, and M. Månsson,
    "Na-ion Dynamics in the Solid Solution NaxCa1-xCr2O4 Studied by Muon Spin Rotation and Neutron Diffraction",
    Sustainable Energy Fuels, (2024) (accepted).

 

(5) 中性子光学研究グループ

【 BL21高強度全散乱装置NOVA 】

◆　論文等

  • Takuhiro Fujiie, Masahiro Hino, Takuya Hosobata, Go Ichikawa, Masaaki Kitaguchi, Kenji Mishima, Yoshichika Seki, Hirohiko M. Shimizu, Yutaka Yamagata,
    "Development of Neutron Interferometer using Multilayer Mirrors and Measurements of Neutron-Nuclear Scattering Length with Pulsed Neutron Source",
    Phys. Rev. Lett., 132 (2024) 023402.

◆　メディア掲載・プレスリリース

  • T. Fujiie et al.,
    "Searching for New Physics in the Neutron Looking Glass",
    Physics Magazine, https://physics.aps.org/articles/v17/s9, (2024-01-12).
  • 理化学研究所, 名古屋大学, 高エネルギー加速器研究機構, J-PARCセンター, 京都大学複合原子力科学研究所,
    "高感度の新型中性子干渉計の開発に成功 - 中性子の相互作用の精密測定が可能に -",
    https://j-parc.jp/c/press-release/2024/01/13001268.html, (2024-01-13).
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