Experimental verification of replica-symmetry-breaking in real spin glasses
| Project/Area Number |
20H01852
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田畑 吉計 京都大学, 工学研究科, 准教授 (00343244)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒川 修 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90303859)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
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| Keywords | スピングラス / レプリカ対称性の破れ / 磁化緩和測定 / 磁気ノイズ測定 / スピン偏極STM |
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| Outline of Research at the Start |
スピングラス(SG)平均場理論から導かれた「レプリカ対称性の破れ(RSB)」は、ガラス状態を記述する普遍的な概念であると信じられている。しかし、現実の物質でRSBが起こっているかどうかは、RSB概念の発端となったSGにおいても分かっていない。
本課題は、モデル物質を対象に、SG秩序状態におけるスピン配列の重なり分布関数P(q)を、磁気ノイズ測定を通した揺動散逸比測定、スピン偏極STMによるスピン配列の実空間観測、の2つの手法により観測することで、現実のSG物質におけるRSBの当否を確かめることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、現実のスピングラス(SG)物質におけるレプリカ対称性の破れ(RSB)の有無を、スピン配列の重なり分布関数P(q)を観測することで検証することを目的としており、(I)磁気応答測定による間接的な観測(研究代表者:田畑が担当)と、(II)スピン偏極STMによる直接観測(分担者:黒川が担当)を目指している。2022年度((II)に関しては1年繰越)に得た結果は以下の通り。 (I)に関しては、RKKYイジングSG物質Dy(Ru,Co)2Si2及びハイゼンベルグSG物質Au(Mn),Cu(Mn)について、我々が考案した冷却エイジング実験により、温度カオス効果(温度によって安定なスピン配列が完全に変化する現象)の観測を行い、カオス指数ζを実験的に求めた。その結果、RKKYイジングSGでは弱いカオス効果(ζ~0)、ハイゼンベルグSGでは強いカオス効果(ζ~1)が示された。これは前者ではRSBに起因する温度カオスが、後者ではRSBとは異なる起源による温度カオスが生じていることを示唆している。また、Dy(Ru,Co)2Si2については、極めて長時間の磁化緩和測定とその無限時間極限への外挿方法の工夫によって平衡極限のZFC/FC磁化率を求め、両者がSG状態で異なっていることを明瞭に観測した。これはRKKYイジングSGにおいてRSBが起こり非自明なP(q)が生じていることを強く示している。(II) に関しては、2022年度までで1年繰越で整備した低温環境におけるスピン偏極STMの装置を用いて、RKKYイジングSG物質Dy(Ru,Co)2Si2及びその母物質DyRu2Si2のスピン配列の実空間測定を行い、DyRu2Si2では既知の反強磁性(がおそらく表面のため変調を受けた)構造に対応したスピン配列を、Dy(Ru,Co)2Si2ではSG状態に対応したランダムなスピン配列を実際に観測した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(21 results)
