パルス磁場を用いた強磁場下X線回折
Inquiry number
SOL-0000001480
Beamline
BL22XU (JAEA Actinide Science I)
Scientific keywords
| A. Sample category | inorganic material, research on method, instrumentation |
|---|---|
| B. Sample category (detail) | magnetic material, solid-state crystal |
| C. Technique | X-ray diffraction, absorption and its secondary process |
| D. Technique (detail) | single crystal, magnetic scattering, XANES |
| E. Particular condition | polarization (linear), low-T (~ liquid He), magnetic field (> 2 T), time-resolved (ms) |
| F. Photon energy | X-ray (4-40 keV) |
| G. Target information | chemical state, crystal structure, structural change, spin/magnetism, phase transition |
Industrial keywords
| level 1---Application area | storage device |
|---|---|
| level 2---Target | HD,MO |
| level 3---Target (detail) | magnetic layer |
| level 4---Obtainable information | crystal structure, electronic state, magnetic moment, valence |
| level 5---Technique | diffraction, NEXAFS |
Classification
A80.14 magnetic materials, A80.30 inorganic material, M10.10 single crystal diffraction, M25.10 magnetic scattering, M40.10 XAFS
Body text
パルス強磁場下でのX線回折実験は、これまで不可能であった15テスラを超える磁場中でのX線回折実験を可能にする強力な手法です。この手法を用いることにより、高磁場下での相転移で、どういう秩序パラメータが変化しているのかを構造的な見地から知ることが出来ます。
磁場のパルス長は約1ミリ秒で、現在のところ、約30テスラまでの回折強度の磁場変化を測定することが出来ます。
図に示すのは、YbInCu4という物質の磁場誘起価数転移における 200 反射の散乱角の変化です。26T近傍で高角側へピークが移動し、価数転移に伴い格子が収縮している様子が分かります。
この手法を応用し、約40テスラまでのX線吸収の磁場変化も測定できるようになっています。
図 YbInCu4の200ピークの-2スキャンの磁場変化
[ T. Inami, K. Ohawada, Y. Matsuda, Y. Ueda, H. Nojiri, Y. Murakami, T. Arima, H. Ohta, W. Zhang and K. Yoshimura, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 238, 233-236 (2005), Fig. 2,
©2005 Elsevier Science Publisher ]
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Description
Technique
パルスマグネットは非常に小型で、直径2cm、長さ2cm、ボア径3mm程度の大きさです。小型で発熱が少ないため、閉サイクルHeガス冷凍器のコールドヘッドに取り付けて測定することが可能です。これにより回折計に改造を加えることなく強磁場下X線回折実験を行うことが可能となりました。
図 クローズドサイクル冷凍器のコールドヘッドに取り付けられたパルスマグネット
[ 日本結晶学会誌 47, 244 (2005), Fig. 5,
©2005 日本結晶学会 ]
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Description
Required time for experimental setup
24 hour(s)
Instruments
| Instrument | Purpose | Performance |
|---|---|---|
| 実験ハッチ3 | 磁場中回折実験 | 30テスラ |
References
| Document name |
|---|
| Y. H. Matsuda et al., Physica B, 346-347, 519-523 (2004) |
| T. Inami et al., NIMB in press (2005). |
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Questionnaire
This solution is an application of a main instrument of the beamline.
With user's own instruments.
Ease of measurement
Middle
Ease of analysis
Easy
How many shifts were needed for taking whole data in the figure?
Two-three shifts