インサイダーブリーフ
- 国際的な研究者チームは、現実の象徴的な準結晶における反強磁性の最初の決定的な証拠を報告し、凝縮物質物理学における数十年前の問題を解決しました。
- チームは、中性子回折を使用して、新規Au-in-eu準結晶の磁気ブラッグピークを検出し、6.5 k未満の長距離反強磁気秩序の存在を確認しました。
- 調査結果は、ポジティブキュリーワイスの温度を持つ準クリスタルが反強磁気秩序を支持し、スピントロニクスとエネルギー効率の高い磁気技術の新しい道を開く可能性があることを示唆しています。
プレスリリース – 準クリスタルは、周期性を欠く長距離原子秩序を持つ興味深い材料です。通常の結晶で一般的に見られるが、準信号でさえ可能であるかどうかは、反強磁性症が長年にわたる疑問でした。新しい研究では、研究者はついにこの質問に答え、実際の象徴的な準結晶における反強磁性の最初の決定的な中性子回折証拠を提供しました。この発見は、スピントロニクスに潜在的な用途を備えた、準周囲抗強磁石の新しい研究領域を開きます。
準結晶（QC）は、興味深い原子配置を示す魅力的な固体材料です。アトミックアレンジメントが順序付けられた繰り返しパターンを持っている通常の結晶とは異なり、QCSは周期的ではない長距離原子秩序を表示します。この「準周期」の性質により、QCには従来の結晶には存在しない型破りな対称性があります。ノーベル賞を受賞した発見以来、コンデンスされた物質物理学研究者は、QCSに膨大な注意を払っており、独自の準周期磁気秩序とスピントロニクスと磁気冷蔵における可能な用途の両方を実現しようとしています。
強磁性症は最近、ゴールドガリウムrare地球（Au-Ga-R）Icosahedral QCS（IQCS）で発見されました。しかし、科学者は、翻訳の周期性（結晶内の原子の繰り返しの配置）が強磁性の出現の前提条件ではないため、この観察に驚かなかった。対照的に、自然界で見られる他の基本的なタイプの磁気秩序、反強磁性は、本質的に結晶の対称性に対してより敏感です。
理論家は、選択したQCにおける反強磁性の確立を長い間予想していましたが、まだ直接観察されていません。実験的には、ほとんどの磁気IQCは、長距離磁気順序の兆候がなく、スピングラスのような凍結挙動を示し、研究者は、反強磁性が現在まで準周期性と互換性があるかどうかを疑問視するように導きます。
画期的な研究では、研究チームがついに実際のQCで反強磁性を発見しました。チームは、東京科学技術学部（TUS）の材料科学技術学科（TUS）のタカキABE、TUS、東北大学のタクJ.佐藤、オーストラリア原子力科学技術機関とシドニー大学のマックスアヴデーエフとともに、タムラが率いていました。彼らの研究はジャーナルに掲載されました 自然物理学 2025年4月11日。
「1949年の周期的な結晶における反強磁性の最初の報告の場合と同様に、IQCで発生する反強磁性の最初の実験的証拠を提示します」とタムラは言います。
Au-ga-における最近の強磁性の発見に基づいて構築r IQCS、研究者は、5倍、3倍、および2倍の回転対称性を示す、新規のTsai型の金インジウムヨウロピウム（Au-in-eu）IQCを特定しました。チームは、一連のバルク特性測定と中性子実験を実施して、その磁気性を調べました。磁気感受性測定では、ゼロフィールド冷却条件と野外冷却条件の両方で、6.5ケルビン（k）の温度で鋭いカスプが示され、反強磁性遷移と一致しました。特定の熱測定も同じ温度でピークを示し、カスプが長距離磁気順序によるものであることを確認しました。
結果をさらに検証するために、チームは10 Kと3 Kの温度でIQCの中性子回折測定を実施しました。彼らは、3 Kの順序付けられた磁気構造を示す回折パターンの幅のある磁気ブラッグピーク（回折パターンのシャープ強度ピーク）を観察しました。本当のQC。
Au-in-EU IQCが反強磁性相をホストする理由について、研究者は、以前に研究されたIQCとは異なり、一般にキュリーワイス温度を示すのとは異なり、この新しいIQCはキュリーワイス温度が正しいことを発見しました。興味深いことに、彼らはまた、元素の置換を介して原子あたりの電子比がわずかに増加すると、反強磁相が消失し、IQCが以前のIQCと同様にスピングラスの挙動を示すことを発見しました。これは、ポジティブキュリーワイス温度を持つIQCSが反強磁気秩序の確立を支持し、将来の研究が電子パーセント対原子比を制御することにより新しい反強磁性QCを開発するための新しい道を開くことを示唆しています。
「この発見は、実際のQCで反強磁気秩序が可能かどうかの長年の問題を最終的に解決します」とタムラは付け加えます。 「反強磁気QCは、超音波磁気応答などの前例のない機能を可能にする可能性があり、将来のスピントロニクスと磁気冷蔵の革命をもたらします。」
研究者の発見は、エネルギー効率の高いエレクトロニクスを構築することにより、国連の持続可能な開発目標（SDGS）、つまり手頃な価格のクリーンエネルギー（SDG 7）、産業、イノベーション、およびインフラストラクチャ（SDG 9）と一致しています。数十年にわたるミステリーを解決するこの発見は、未開拓の反強磁気QCの検索を再活性化するだけでなく、クエシペリオヨウ素抗強磁石の新しい研究分野を開き、スピトロニクスをはるかに超えて拡大します。
