(JAEA)NIMSは、JAEAなどと共同で、完全に非磁性体で作られた高圧力セルを開発し、数万気圧という特殊な環境において物質の電子スピン配列1を詳細に解析できる中性子3次元偏極解析実験に世界で初めて成功しました。概要NIMSは、JAEAなどと共同で、完全に非磁性体で作られた高圧力セルを開発し、数万気圧という特殊な環境において物質の電子スピン配列を詳細に解析できる中性子3次元偏極解析実験に世界で初めて成功しました。PC用次世代メモリ材料として期待されるマルチフェロイクス材料に変化する物質を見出しました。今後、様々な物質・材料において、圧力による電子スピン配列の変化の解明や、スピン制御による新材料開発への発展が期待されます。近年、物質の磁気的性質の起源である電子のスピンを制御することで、マルチフェロイクス材料などの新しい機能性材料の開発が進んでいます。その開発には、物質内のスピンの配列を観測する中性子回折実験が不可欠であり、特に精密なスピン配列の評価には、中性子3次元偏極解析と言われる中性子スピンの向きを3次元的に制御し、解析する手法が使われています。この手法では、中性子スピンの偏極率を維持するために、試料空間を完全無磁場状態に保つ必要があります。従来の高圧力下実験で用いる高圧力セルは、磁束を発生する磁性体材料で作られているため、高圧力下実験は不可能でした。今回、NIMSを中心とする研究チームは、従来の高圧セルで用いられている磁性体材料を、非磁性のダイアモンドナノ粒子からできた複合材料に置き換えることで、完全に非磁性体材料で作られた高圧セルを開発しました。高圧力セルによって中性子スピンの偏極率が低下させられないことを確かめました。強誘電性を示さない物質が、数万気圧という圧力を加えることによって、強誘電性を示すマルチフェロイクス材料に変化することを見出しました。今回開発した手法は、マルチフェロイクス材料だけでなく、超伝導材料などの、スピン配列と機能に密接な関係がある機能性材料に対しても応用できると期待されます。本研究の一部はJSPS科研費15H05433の支援を受けて行われました。Communicationsオンライン版に平成30年10月22日に掲載されます。Readerが必要です。(NIMS)このページの先頭へ。