| 配分額 *注記 |
50,440千円 (直接経費: 38,800千円、間接経費: 11,640千円)
2007年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2006年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2005年度: 27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円)
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| 研究概要 |
スピンギャップ磁性体とは,基底状態が非磁性のスピン1重項状態で励起状態との間に有限のエネルギーギャップをもつ磁性体である.また,量子相転移とは磁場や圧力等の変数の連続的変化によって引き起される異なる量子力学的基底状態間の相転移である。
スピンギャップ磁性体TlCuCl_3の磁場誘起反強磁性相転移は,磁気励起マグノンのボース凝縮(BEC)として記述される。我々はTlCuCl_3の磁化を70mKまでの極低温で詳細に測定して,マグノンの臨界密度と相転移温度の関係を求め,相互作用定数を決定した。また,この相互作用定数と実際の分散関係を用いたBEC理論によって,相境界(転移温度と磁場の関係)が完全に再現できることを示した。更に,相境界が低温でφ=3/2の冪乗則で表されるというBEC理論の結果を実験的に検証した。
我々は,KCuCl_3においてギャップが静水圧を加えると減少し,臨界圧力8.2kbarで反強磁性状態に相転移することを,磁化測定と中性子散乱実験で発見した。この磁気量子相転移は磁気励起のソフト化によって引き起されることが予測されている。我々は中性子透過率の高いmesoalite製高圧セルを開発し,これを用いてKCuCl_3の圧力下中性子非弾性散乱を行い,明瞭な磁気励起の観測に成功した。得られた磁気励起の分散関係の圧力依存性から,磁気励起のソフト化が確認された。
我々磁場中の素励起が量子sine-Gordon模型で記述できる1次元反強磁性体をKCuGaF_6の純良単結晶育成に成功した。我々はKCuGaF_6のESR測定を3He温度で行い,量子sine-Gordon模型が予言するsoliton励起,3次迄のbreather励起,及びbreather間の遷移を全て観測することに成功した。そしてこれらの素励起が定量的に量子sine-Gordon場理論と一致することを示した。
我々は新たにS=1/2籠目格子反強磁性体Rb_2Cu_3SnF_<12>を合成し,その磁性を磁化測定で詳細に調べた。そしてRb_2Cu_3SnF_<12>の基底状態が,理論が予言するスピンギャップをもつスピン1重項状態になることを実験的に初めて示した。
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