フラストレート系パイロクロア型酸化物磁性体における電子相関効果

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11440108
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 竹内 潤 島根大学, 総合理工学部, 教授 (00135899)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三好 清貴 島根大学, 総合理工学部, 助手 (10294365) ; 藤原 賢二 島根大学, 総合理工学部, 助教授 (50238630)
• Keywords: 金属-絶縁体転移 / スピンフラストレーション / パイロクロア / スピングラス / 交流磁化率

Research Abstract

1.強いスピンフラストレーションを持つ系としてパイロクロア型酸化物R_2Mo_2O_7(RはYまたは希土類Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er)を取り上げ、焼結体試料および単結晶試料(R=Sm,Dy)を作製し、金属-絶縁体転移近傍にあるこれらの系の振る舞いについて、磁化、交流磁化率、電気抵抗の測定を行った。
2.磁気的特性は以下の通りであった。R=Nd,Sm,Gdの系は転移温度T_C=98K、83K、78K以下で強磁性を示す。希土類イオンの半径の減少とともにT_Cは低下するが、Gdの次にイオン半径の小さいR=Tbの系では長距離秩序は消失し、T_G=28Kでスピングラス転移を起こす。磁化の結果は、Tbモーメントも関与したMoモーメントのスピン凍結であることを示唆している。
3.さらにイオン半径の減少するR=Dy、Ho、Erの系では、Moサイトが20K付近以下でスピン凍結し、Rモーメントは常磁性的に振る舞っている。また、R=Yの系はT_G=23Kのスピン凍結を示し、詳細な磁場依存性はベクトルスピングラスの理論的振る舞いとよく一致した。
4.本経費で購入した赤外線加熱単結晶育成装置を用いて、R=SmとR=Dyの単結晶試料を得ることができた。これらの電気抵抗の温度依存性は、強磁性的なR=Smの系では金属的であり、スピングラス的なR=Dyの系ではギャップ0.15eVの半導体的であった。
5.今後さらに他のRの系についても単結晶資料を作製し、圧力下での磁化、電気抵抗の測定を加え、金属ー絶縁体転移近傍での磁性と伝導の関わり合いについて、さらに構造的に乱れのないこれらの系に現れるスピングラス的挙動の起源について解明したい。

Research Products

• [Publications] Kiyotaka Miyoshi: "Magnetic Ordering of Oxides R_2Mo_2O_7(R=Er-Nd,Y)by AC and DC Magnetic Measurements"Physica B. 284-288. (2000)
• [Publications] Jun Takeuchi: "Magnetic and Transport Properties of the Perorskite Nd_<0.67>Sr_<0.33>M_<1-X>Fe_XO_3(M=Mn,Co)"Physica B. 284-288. (2000)