2021 Fiscal Year Research-status Report
正および負ミュオンを用いたダイアモンド格子磁性体における新奇量子相の探索
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20K03864
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
山内 一宏 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60444395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鄭 旭光 佐賀大学, 理工学部, 教授 (40236063)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 磁性 / 幾何学的フラストレーション / ミュオンスピン回転／緩和法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固相反応法を用いて、3種類のダイアモンド磁性体Cu1-xZnxRh2O4 (x = 0.0, 0.4, 0.5)の多結晶体を作製した。作成した試料は磁化率測定を行い、先行研究と同様な磁気的性質を示すことを確認した。
また、作製した試料を用いてミュオンスピン回転／緩和(μSR)実験を行った。低温で磁気秩序を示すCuRh2O4, Cu0.6Zn0.4Rh2O4の2つの試料については、スイス、ポール・シェラー研究所にある直流ミュオンビームラインにおいて実験を行った。CuRh2O4については中性子回折から指摘されていたスパイラル磁気秩序の存在を確認できた。また、Cu0.6Zn0.4Rh2O4については、試料全体にわたって、磁気モーメントの大きさや方向に不均一性がある磁気秩序を示していることを明らかにした。
先行研究から2Kまで磁気秩序が存在しないことが確かめられているCu0.5Zn0.5Rh2O4に関しては、茨城県にあるJ-PARCミュオンビームラインにおいてμSR実験を行い、0.3Kまで磁気秩序が存在しないことを確認した。また、低温で遅い磁気ゆらぎが観測された。これは、幾何学的フラストレーション効果を示す磁性体でよく見られる結果であり、本系においても幾何学的フラストレーションの存在が示唆される。これは、CuをZnに置換することで、正方対称な結晶構造が立法対称に近づき幾何学的フラストレーション効果が増大し、磁気秩序が抑えられるとする先行研究の主張を微視的な観点から裏付ける結果であると言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度までに、良質な多結晶試料を作成し、ミュオンスピン回転／緩和実験を行うことができた。最終年度である来年度は、これらの成果を国内・国外での学会で発表する予定である。また、得られた結果を査読付きの英語論文として発表する予定である。最終年度における成果の発表に十分な結果が得られていることから、研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である来年度は、Cu1-xZnxRh2O4のミュオンスピン回転／緩和実験の結果を、国内および国外での学会において報告する予定である。また、これらの結果を査読付きの英文論文誌に投稿し、発表する予定である。
また、もう一つの研究対象であるNiRh2O4の試料作製を引き続き行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症の感染拡大により、学会への参加や外国の実験施設などへの出張ができなかったため。
購入予定のクライオスタットの設計に時間を要したため。
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