論文の概要: Imaging magnetism evolution of magnetite to megabar pressure range with
quantum sensors in diamond anvil cell
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.07840v1
- Date: Tue, 13 Jun 2023 15:19:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-14 13:13:56.976637
- Title: Imaging magnetism evolution of magnetite to megabar pressure range with
quantum sensors in diamond anvil cell
- Title（参考訳）: ダイヤモンドアンビルセルの量子センサによるマグネタイトからメガバール圧力範囲のイメージング磁気進化
- Authors: Mengqi Wang, Yu Wang, Zhixian Liu, Ganyu Xu, Bo Yang, Pei Yu, Haoyu
Sun, Xiangyu Ye, Jingwei Zhou, Alexander. F. Goncharov, Ya Wang and Jiangfeng
Du
- Abstract要約: 我々は,高感度・サブスケール空間分解能を有するメガバール圧力のその場磁気検出技術を開発した。
強強強磁性体(アルファ-Fe3O4)から弱い強磁性体(ベータ-Fe3O4)、最後に非磁性体(ガンマ-Fe3O4)への大気圧域におけるFe3O4のマクロ磁気遷移を観察する。
提案手法は磁気系のスピン軌道結合と磁気-超伝導の競合について検討することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 57.91882523720623
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-pressure diamond anvil cells have been widely used to create novel
states of matter. Nevertheless, the lack of universal in-situ magnetic
measurement techniques at megabar pressures makes it difficult to understand
the underlying physics of materials' behavior at extreme conditions, such as
high-temperature superconductivity of hydrides and the formation or destruction
of the local magnetic moments in magnetic systems, etc. Here we break through
the limitations of pressure on quantum sensors and develop the in-situ magnetic
detection technique at megabar pressures with high sensitivity
(~1{\mu}T/Hz^(1\2)) and sub-microscale spatial resolution. By directly imaging
the magnetic field and the evolution of magnetic domains, we observe the
macroscopic magnetic transition of Fe3O4 in the megabar pressure range from
strong ferromagnetism ({\alpha}-Fe3O4) to weak ferromagnetism ({\beta}-Fe3O4)
and finally to non-magnetism ({\gamma}-Fe3O4). The scenarios for magnetic
changes in Fe3O4 characterized here shed light on the direct magnetic
microstructure observation in bulk materials at high pressure and contribute to
understanding the mechanism of magnetic moment suppression related to spin
crossover. The presented method can potentially investigate the spin-orbital
coupling and magnetism-superconductivity competition in magnetic systems.
- Abstract（参考訳）: 高圧ダイヤモンドアンビル細胞は、新しい物質の状態を作り出すために広く使われている。
それでも、メガバール圧力での普遍的な磁気測定技術が欠如しているため、水素化物の高温超伝導や磁気系の局所磁気モーメントの形成や破壊といった極端な条件下での材料の挙動の物理を理解することは困難である。
ここでは、量子センサの圧力の限界を突破し、高感度(~1{\mu}T/Hz^(1\2))とサブマイクロスケール空間分解能を持つメガバール圧力でのその場磁気検出技術の開発を行う。
磁場と磁区の進化を直接撮像することにより、強強強磁性体({\alpha}-Fe3O4)から弱い強磁性体({\beta}-Fe3O4)、最後に非強磁性体({\gamma}-Fe3O4)への大気圧域におけるFe3O4のマクロ磁気遷移を観察する。
Fe3O4の磁気変化のシナリオは, 高圧力下でのバルク材料の直接磁気微細構造観察に光を当て, スピンクロスオーバーに伴う磁気モーメント抑制機構の解明に寄与する。
提案手法は磁気系のスピン軌道結合と磁気-超伝導の競合について検討することができる。
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