大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
J-PARCセンター
国立大学法人筑波大学
本研究成果のストーリー
Question
常磁性状態の物質では、普通ミクロな磁石としての性質（スピン）は、原子ごとに無秩序な方向を向いていると考えられています。しかし、層状化合物であるセレン化クロム銀（AgCrSe2）の先行研究では単純に無秩序な状態ではない可能性が指摘されていました。実際はどうなのでしょうか？
Findings
素粒子ミュオンを用いるミュオンスピン緩和（μSR）という測定法を使うと、物質内部の磁場を細かく調べられます。今回、セレン化クロム銀中のクロム原子のスピンが互いに影響しあう磁気揺らぎ（短距離スピン相関）が存在することが確実になりました。
またその状態が温度でどう変化するかを調べ、常磁性相が3つの温度領域に分けられることを発見しました。
Meaning
物質は見方を変えると私たちに違う側面をみせてくれることがあります。研究グループは層状化合物で短距離スピン相関に着目して新しい発見をしました。現状では短距離スピン相関を応用したデバイスはありませんが、将来の革新的デバイス開発のきっかけになるかもしれない基礎研究です。
概要
層状化合物であるセレン化クロム銀（AgCrSe2）の常磁性相をミュオンスピン緩和（μSR）測定で調べました。常磁性相では通常スピンが無秩序な方向を向いていると考えられますが、AgCrSe2の常磁性相では単純な無秩序ではない可能性が中性子準弾性散乱の先行研究で示唆されていました。しかし、その起源は十分に理解されておらず測定された温度点も限られていました。
μSR測定は素粒子ミュオンを原子レベルのミクロな磁場を調べる道具（局所磁場プローブ）として用いて、弱いスピン相関を直接検知することができます。本研究ではAgCrSe2の短距離スピン相関の存在を確定させ、広い温度範囲での温度依存性を初めて明らかにし、その常磁性相が3つの温度領域に分けられることを発見しました。
研究グループ
高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 ミュオン科学研究系 中村惇平 技師
高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 ミュオン科学研究系 下村浩一郎 教授
日本原子力研究開発機構 J-PARCセンター 川北至信 副ディビジョン長
東北大学 金属材料研究所 岡部博孝 特任助教
中国科学院 金属研究所 Bing Li 教授
筑波大学 数理物質系 末益崇 教授
お問い合わせ先
高エネルギー加速器研究機構（KEK）広報室
Tel : 029-879-6047
e-mail : press@kek.jp
詳しくはプレスリリースをご参照ください。