世界上首次成功的高压下三维中子极化分析

由NIMS、JAEA和劳厄朗之万研究所组成的联合研究小组开发了一种完全由非磁性材料组成的高压电池。随后，该团队首次成功利用自己研制的电池，在几千兆帕的极高压力下，对三维中子极化进行了分析。这种技术适用于电子自旋排列的详细分析。该团队还发现了一种潜在的材料，由于它在高压下具有多铁性，因此具有成为下一代PC存储材料的潜力。这项技术可以用来了解各种材料中电子自旋排列的压力引起的变化，并通过控制自旋来开发新材料。

电子自旋从根本上决定了材料的磁性。最近控制电子自旋的研究开发了新的功能材料，包括多铁性材料。在这些材料的研制过程中，有必要利用中子衍射技术来观察材料中的自旋排列。三维中子极化分析在确定精确的自旋排列和控制三维中子自旋方向方面特别有效。然而，这种技术的使用需要一个单元，其中样品材料可以保持在完全非磁性的状态，以便保持样品特有的中子自旋极化程度。

在这项研究中，由NIMS领导的团队通过用金刚石颗粒制成的非磁性复合材料代替传统的磁性电池材料，开发了一种完全非磁性的高压电池。该团队随后证实，使用新开发的电池不会降低样品材料中中子自旋极化的程度。该团队还发现了一种材料，这种材料在非磁性环境中的常压下不是铁电性的，但在数万个大气压下会变成铁电性和多铁性。

本研究开发的技术不仅可以应用于多铁性材料的开发，还可以应用于超导和其他功能材料的开发，其功能与旋转排列密切相关。

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