【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.21】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23QS0104

利用課題名 / Title

ガンマ線光子相関時間測定系の開発研究III

利用した実施機関 / Support Institute

量子科学技術研究開発機構 / QST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

スピン制御/ Spin control,放射光/ Synchrotron radiation,メスバウアー分光/ Mossbauer spectroscopy

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

瀬戸 誠

所属名 / Affiliation

京都大学複合原子力科学研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

山下 拓之,北尾 真司,小林 康浩,太田 英寿

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

三井 隆也,藤原 孝将

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

QS-111：放射光メスバウアー分光装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

原子核への外部磁場制御により、ガンマ線光子のエネルギー・偏光・時間構造を制御することを目的とするものである。同時にこのような測定の自由度を上げて研究を大きく進展させるために、制御のための外部摂動パラメータなどを事前に設定して測定条件を制限しなくても、測定後にそれらの条件を組み合わせて選択を可能とする自由度の高い測定系の開発を実施することも目的とした。

実験 / Experimental

試料としては⁵⁷FeBO₃単結晶を用いた。FeBO₃は弱強磁性体であり、外部磁場印加により⁵⁷Fe量子化軸を揃えることが可能であるが、外部磁場方向を変えることで数ns程度の時間で量子化軸のスイッチングが可能である。これを利用して一定の外部磁場を印加した単結晶に対して、放射光の入射による核励起と相関させたタイミングで高速パルス磁場を印加することで磁場方向を変化させながら測定を行った。測定は量子科学技術研究機構の専用ビームラインBL11XUで行った。

結果と考察 / Results and Discussion

一定の外部磁場印加を行った状態で時間領域測定を行う事でリファレンスとなるスペクトル測定を行い、シミュレーションによる比較を行う事で外部磁場印加により量子化軸が揃っていることを確認した。Fig. 1 に外部磁場を印加した⁵⁷FeBO₃の放射光核共鳴前方散乱スペクトルを示す。さらに、パルス磁場印加用のファンクションジェネレータからの制御信号および放射光タイミング信号の入力用に開発を行ったインターフェースを用い、パルス磁場を印加した測定を実施したところ、パルス印加時間と相関したスペクトルの変化が観測された。この測定スペクトルとスイッチンが起こった場合のシミュレーションとを比較することで、実際にパルスタイミングに同期した量子化軸のスイッチングが起こっていることを確認することができた。詳細な結果については現在解析中である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1  外部磁場を印加した⁵⁷FeBO₃の放射光核共鳴前方散乱スペクトル

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件