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oai:gunma-u.repo.nii.ac.jp:00003783 2023-06-19T12:54:37Z 572:586

放射光X 線磁気回折実験システムの構築ならびにYTiO3 のスピン密度分布の観測 鈴木, 宏輔 9214 放射光 X線磁気回折 磁気形状因子 磁気モーメント スピン密度分布 強磁性体 遷移金属酸化物 YtiO3 実験システム 群馬大学 博士（工学） application/pdf Thesis or Dissertation 本論文は、X 線磁気回折(XMD)実験の新システムの構築、ならびに、YTiO3\nのスピン磁気モーメント密度分布の3 次元実空間直接観測、に関する論文であ\nる。\nXMD 実験とは、白色楕円偏光の放射光X 線を強磁性体試料に照射し、試料\nからの非共鳴の回折X 線を測定する実験手法である。実験より得られる物理量\nは磁気形状因子である。実験配置を選択することにより、スピン磁気形状因子、\nあるいは、軌道磁気形状因子を分離して測定できることがXMD の特徴である。\n得られたスピン、あるいは、軌道磁気形状因子をフーリエ変換することで、実\n空間におけるそれぞれの密度分布が得られる。\n本実験は、高エネルギー加速器研究機構（KEK）の放射光施設（PF）BL-3C\nにて行った。本実験を始めた当初、実空間におけるスピン、あるいは、軌道磁\n気モーメントの密度分布の直接観測は行われていなかった。そこで、本研究で\nは、（１）実験装置を高度化し、新しいXMD 実験システムを構築すること、（２）\nXMD 実験をYTiO3 に適用し、なるべく多くの逆格子点におけるスピン磁気形状\n因子を測定すること、さらに、（３）Ti-3d 電子のスピン磁気モーメント密度分\n布の実空間における直接観測を目的とした。\n実験装置の高度化は、（i）X 線検出器系、（ii）電磁石、（iii）冷凍機、（iv）\n測定プログラムに対して行った。（i）では、より高計数率型の検出器系を採用し\nた。本検出器系の性能評価実験の結果、エネルギー分散測定において105cps ま\nでX 線光子を計測可能であることがわかった。(以前の実験システムの計数率は、\n104cps であった) 本高度化により、以前のシステムの数分の一の測定時間で、\n同等の統計精度の磁気形状因子測定が可能となった。（ii）では、より大型の電\n磁石に更新することにより、最大発生磁場を0.85T から2.15T に増大させた。\n（iii）では、より強力な冷凍機に更新することで、試料温度を15K から5K に\n下げることが可能となった。（iv）では、多重波高分析器をハードウェア型のも\nのからソフトウェア型に更新したため、回折計、電磁石、および、検出器系を\n統合した測定プログラムを新たに開発した。\n高度化したXMD 実験システムをYTiO3 に適用した。YTiO3 は、Ti 原子の\n1 つの3d 電子が磁性を担う。本研究において、磁化困難軸方向を含んだ13 の\n反射面を用い、計31 点の逆格子点においてスピン磁気形状因子を測定した。こ\nれらの実験データは、電磁石の高度化により初めて測定可能となったものであ\nる。31 点のデータに、以前測定した容易軸方向のデータを加えた計81 点のス\nピン磁気形状因子に対して、最大エントロピー法を適用し、3 次元スピン磁気モ\nーメント密度分布の3 次元実空間分布を得ることに成功した。これは放射光X\n線を用いてスピン密度の3 次元空間分布を得た世界で初めての結果である。\n本研究により、XMD 実験が強磁性体の磁気構造を直接観測できる実験手法\nであることが示された。今後、XMD 実験が物性研究に資することが期待される。 学位記番号：工博甲400 thesis 群馬大学工学研究科 2010-03 2010-03-24 AM application/pdf 129p. 12301甲第400号 https://gunma-u.repo.nii.ac.jp/record/3783/files/Ph.D_E1-400.suzuki.pdf http://hdl.handle.net/10087/5147 https://gunma-u.repo.nii.ac.jp/records/3783 jpn