2019 Fiscal Year Annual Research Report
Unraveling the spin state of magnetic ionic liquids
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17K05619
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
古府 麻衣子 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 J－PARCセンター, 研究副主幹 (70549568)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 磁性イオン液体 / 中性子散乱 / スピングラス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、イオン液体とよばれる多機能液体が液体科学分野で注目を集めている。イオン液体はデザイナー溶媒とも呼ばれ、イオン種の選択に応じ特性を変えることができることも特長である。本研究の対象物質である「磁性イオン液体」は、アニオンにFe原子を含んでおり、磁気特性を示す。過去に行われた磁化測定から、結晶では反強磁性磁気秩序が、ガラスではスピングラス状態が発現することがわかっている。この構造ガラス上で発現する新しいスピングラス状態の本質を明らかにすることが本研究の目的である。
H30年度に行った中性子散乱実験では、結晶状態では、反強磁性転移温度（=2.3K）以下で磁気ブラッグピークとそれに伴うスピン波励起を観測した。一方、ガラス状態では、スピングラス転移温度（=0.5K）以下で磁気散漫散乱および局在的な磁気励起を観測することに成功した。H31年度は、スピングラス状態での磁気励起を詳細に調べるため、よりエネルギー分解能の高い中性子非弾性散乱用分光器DNA（J-PARC物質・生命科学実験施設に設置）を用いて実験を行った。局在的な磁気励起が0.06meVにピークをもつこと、またスピングラス転移温度以下でボーズ因子でスケールされることを明らかにした。これらの振る舞いは構造ガラスで見られるボゾンピークと類似しており、磁気ボゾンピークと呼んでいる。スピングラス物質において磁気ボゾンピークが観測された報告はなく、インパクトの高い結果である。これらの結果をまとめた論文を現在準備中である。
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