1996 Fiscal Year Annual Research Report
二重スピン鎖系ACuX_3とKCrCl_3の基底状態とスピンギャップ
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08454103
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 秀数 東京工業大学, 理学部, 助教授 (80188325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関根 智幸 上智大学, 理学部, 教授 (60110722)
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| Keywords | 二重スピン鎖 / 基底一重項 / スピンギャップ / KCuCl_3 / TlCuCl_3 / NH_4CuCl_3 / 磁化過程 / 分散関係 |
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| Research Abstract |
2本の1次元磁性鎖の間を交換相互作用で架橋した梯子状磁性体は、幾何学的には1次元と2次元磁性体の中間に位置する。しかし、その磁性は1次元磁性体とも2次元磁性体とも異なる大変ユニークなものであることが最近の理論的研究から明らかになってきた。すなわち、基底状態が非磁性となり、励起状態との間に有限のエネルギーギャップが生じる。これは1次元磁性体にも2次元磁性体にも見られない性質で、梯子状磁性体に特有な量子効果によって起こる現象である。このような梯子状磁性体の研究は、世界的に見てもその途についたばかりである。我々は、最近ジグザグ梯子構造をもつKCuCl_3やTlCuCl_3及びその関連物質の磁気測定を行い、これらの物質の基底状態が上に述べたようなものであることを見いだした。また、KCuCl_3とTlCuCl_3については良質の大型単結晶の作成に成功した。その結晶を用いて強磁場磁化過程を測定し、非磁性から磁性をもつ状態への転移を明瞭に観測し、エネルギーギャップの大きさを直接求めた。また、NH_4CuCl_3については強磁場中で5段階に転移するという現象を発見した。更に、KCuCl_3とTlCuCl_3については広い周波数と磁場範囲でESR実験を行い、基底状態から励起状態への直接遷移を観測した。KCuCl_3については、また、中性子非弾性散乱実験を行い、梯子格子系に特徴的な分散関係を明瞭に観測した。
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[Publications] T.Kambe: "Effects of Diagonal Interchain Exchange Interaction on the ESR Modes of ABX_3-Type Triangular Antiferromagnets" J.Phys.Soc.Jpn.65. 1799-1811 (1996)
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[Publications] H.Tanaka: "Singlet Ground State and Excitation Gap in the Double Spin Chain System KCuCl_3" J.Phys.Soc.Jpn.65. 1945-1948 (1996)
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[Publications] H.Tanaka: "Singlet Ground State and Energy Gap in Double Spin Chain System KCuCl_3 Family" Physica B. (印刷中). (1997)
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[Publications] S.Itoh: "Spin Dynamics in an S=2 Heisenberg Antiferromagnetic Chain,CsCrCl_3" J.Phys.Soc.Jpn.66(印刷中). (1997)
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[Publications] T.Inami: "Observation of Non-Linear Effects in a Quasi-One-Dimensional Antiferromagnet:Magnetic Excitation in CsVCl_3" J.Phys.:Condens.Matter.(印刷中). (1997)
