Experimental study on the magnetic field-driven quantum phase transition in triangular lattice antiferromagnets with easy-plane anisotropy
| Project/Area Number |
20J22215
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 国内 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
|
|---|
| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency (2022)
Tokyo Institute of Technology (2020-2021) |
|---|
Principal Investigator |
児島 佑樹 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 特別研究員(PD)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
|
|---|
| Keywords | 量子磁性 / 非弾性中性子散乱実験 / 三角格子反強磁性体 / 磁気励起 / 量子スピン系 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究ではこれまで報告のない量子磁場誘起転移である0-π転移を実験的に解明することを目標とする。0-π転移とは量子三角格子反強磁性体の理論計算に基づいて提唱されている転移の一つであり，強い容易面型異方性を持つ場合に現れる。古典的なモデルでは現れず，量子性・異方性・フラストレーションの相乗効果によって現れる現象であると理解できる。強い容易面型異方性を持つ物質の開拓・単結晶育成を行い，様々な磁気特性を測定することで0-π転移を解明することを目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
スピン1/2三角格子反強磁性体(S=1/2 QTLAF)は量子スピン系の中でもシンプルなモデルとして数十年に渡って研究されてきた。S=1/2 QTLAFの候補物質としてBa3CoSb2O9やBa2CoTeO6などの化合物があり、実験的にも多くの示唆が得られている。これらの物質の磁気励起には線形スピン波理論とは異なる振る舞いが確認されており、理論的に解明する試みが近年盛んである。本研究では、S=1/2 QTLAFの磁気励起に特徴的な振る舞いである構造的な連続励起に注目し、Ba3CoSb2O9の非弾性中性子散乱実験から解明を試みた。
我々はBa3CoSb2O9の磁気励起の温度依存性をJ-PARC MLFのAMATERASを用いて測定した。Ba3CoSb2O9において構造的な連続励起は2.5-6 meVの高エネルギー領域で現れる励起である。長距離秩序の存在しない転移温度以上では単一マグノン励起の分散関係が消失することが確認できる。しかし、構造的な磁気励起は長距離秩序の存在しない転移温度以上においても観測され、その構造はほとんど保持されていることが確認された。このことは、先行研究で確認された構造的な連続励起について、その解釈に長距離秩序状態の前提を必要としないことを示唆する結果である。我々はこれらの結果から構造的な連続励起が短距離相関に由来した励起であると結論づけた。今後の展望として、S=1/2 QTLAFの磁気励起における構造的な連続励起の起源について、線形スピン波理論をはじめとした長距離秩序状態を前提とした理論ではなく、短距離相関に着目した理論による解明が期待される。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 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。
|
Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
