スピンアイスの低温磁気緩和

• 研究課題/領域番号: 18340101
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 前野 悦輝 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80181600)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 16,480千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 1,080千円); 2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2007年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2006年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
• キーワード: スピンアイス / フラストレーション / パイロクロア酸化物 / 磁気緩和 / 核磁気共鳴

研究概要

結晶構造の幾何学的特性のために、低温でも大きなエントロピーが残る「幾何学的にフラストレートした磁性体」の典型例が、「スピンアイス」の現象を示すパイロクロア酸化物である.スピンアイスの残留エントロピー状態の本性を明確にすることを目的に、純良単結晶を用いて低温までの磁気緩和を研究した.その結果、磁気誘電応答、磁化、核磁気共鳴などによって、低温でも磁気緩和が強く残ることを明らかにした.また金属スピンアイスや金属三角格子など関連のフラストレート磁性体の物性も開拓した.

研究成果

• [雑誌論文] Critical behavior of the metallic triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet PdCrO_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Takatsu, H. Yoshizawa, S. Yonezawa and Y. Maeno
  • 雑誌名: Physical Review B 79 (10)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical behavior of the metallic triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet PdCrO2 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Takatsu, H. Yoshizawa, S. Yonezawa, Y. Maeno
  • 雑誌名: Physical Review B 79(10)
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-temperature spin relaxation process in Dy_2Ti_2O_7 probed by 47Ti-NQR (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kitagawa, R. Higashinaka, K. Ishida, Y. Maeno and M. Takigawa
  • 雑誌名: Physical Review B 77 (21)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin dynamics and spin freezing behavior in the two-dimensional antiferromagnet NiGa_2S_4 revealed by Ga-NMR, NQR and μSR measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takeya, K. Ishida, K. Kitagawa, Y. Ihara, K. Onuma, Y. Maeno, Y. Nambu, S. Nakatsuji, D. E. MacLaughlin, A. Koda and R. Kadono
  • 雑誌名: Physical Review B 77 (5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-temperature spin relaxation process in Dy2Ti207 probed by 47Ti-NQR (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kitagawa, R. Higashinaka, K. Ishida, Y. Maeno, M. Takieawa
  • 雑誌名: Physical Review B 77(21)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin dynamics and spin freezing behavior in the two-dimensional antiferromagnet NiGa2S4 revealed by Ga-NMR, NQR and μ SR measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takeya, K. Ishida, K. Kitagawa, Y. Ihara, K. Onuma, Y. Maeno, Y. Nambu, S. Nakatsuji, D. E. MacLaughlin, A. Koda and R. Kadono
  • 雑誌名: Physycal Review B 77(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relaxation in the spin ice Dy_2Ti_2O_7 studied using nuclear forward scattering (2007)
  • 著者名/発表者名: J. P. Sutter, S. Tsutsui, R. Higashinaka, Y. Maeno, O. Leupold, A. Q. R. Baron
  • 雑誌名: Physical Review B 75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth and structure of R_2Ir_2O_7 (R = Pr, Eu) using molten KF (2007)
  • 著者名/発表者名: J. N. Millican, R. T. Macaluso, S. Nakatsuji, Y. Machida, Y. Maeno, J. Y. Chan
  • 雑誌名: Materials Research Bulletin 42(5) ページ: 928-934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometrical frustration and spin-liquid behavior of the metallic pyrochlore antiferromagnet Pr_2Ir_2O_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Machida, S. Nakatsuji, Y. Maeno, T. Tayama, T. Sakakibara
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 ページ: 1328-1330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Hall effect of the frustrated Kondo lattice Pr_2Ir_2O_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Machida, S. Nakatsuji, Y. Maeno, T. Tayama, T. Sakakibara
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 ページ: 1079-1081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unconventional Anomalous Hall Effect Enhanced by a Noncoplanar Spin Texture in the Frustrated Kondo Lattice Pr_2Ir_2O_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Machida, S. Nakatsuji, Y. Maeno, T. Tayama, T. Sakakibara, S. Onoda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 98(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relaxation in the spin ice Dy2Ti207 studied using nuclear forward scattering (2007)
  • 著者名/発表者名: J. P. Sutter, S. Tsutsui, R. Higashinaka, Y. Maeno, 0. Leupold and A. Q. R. Baron
  • 雑誌名: Physycal Review B 75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth and structure of R2Ir207 (R=Pr, Eu) using molten KF (2007)
  • 著者名/発表者名: J. N. Millican, R. T. Macaluso, S. Nakatsuji, Y. Machida, Y. Maeno and J. Y. Chan
  • 雑誌名: Materials Research Bulletin 42(5) ページ: 928-934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unconventional Anomalous Hall Effect Enhanced by a Noncoplanar Spin Texture in the Frustrated Kondo Lattice Pr_2Ir_2O_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Machida, S.Nakatsuji, Y.Maeno, T.Tayama, T.Sakakibara, S.Onoda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 98,5
• [雑誌論文] Anomalous Hall effect of the frustrated Kondo lattice Pr_2Ir_2O_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Machida, S.Nakatsuji, Y.Maeno, T.Tayama, T.Sakakibara
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 ページ: 1079-1081
• [雑誌論文] Geometrical frustration and spin-liquid behavior of the metallic pyrochlore antiferromagnet Pr_2Ir_2O_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Machida, S.Nakatsuji, Y.Maeno, T.Tayama, T.Sakakibara
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 ページ: 1328-1330
• [学会発表] 導電性三角格子磁性体PdCrO_2の磁場中輸送特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高津浩
  • 学会等名: 日本物理学会 第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学(東京都)
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 導電性三角格子磁性体PdCrO2の磁場中輸送特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高津浩, 前野悦輝
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 二次元三角格子反強磁性体NiGa_2S_4における異常なスピン凍結状態 (2008)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮
  • 学会等名: 日本物理学会、秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学(盛岡市)
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Dy2Ti2O7スピンアイス状態における緩和機構の47Ti-NQR, 17O-NMRによる研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北川健太郎
  • 学会等名: 日本物理学会、秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学(盛岡市)
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 導電性層状三角格子磁性体PdCrO_2における相転移の臨界性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高津浩
  • 学会等名: 日本物理学会、秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学(盛岡市)
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 導電性層状三角格子磁性体PdCrO2における相転移の臨界性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高津浩, 吉沢英樹, 前野悦輝
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] パイロクロア金属磁性体Pr_2Ir_2O_7のスピン凍結と異常ホール効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 町田洋
  • 学会等名: 日本物理学会、第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] Dy_2Ti_2O_7スピンアイス状態の47Ti-NQRによる微視的測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 北川健太郎
  • 学会等名: 日本物理学会, 第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] Pr_2Ir_2O_7の極低温・高磁場下におけるホール効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 町田洋
  • 学会等名: 日本物理学会、第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] 導電性Delafossite型酸化物PdMO_2 (M=Co, Cr)の低温物性と磁気的性質 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高津浩
  • 学会等名: 日本物理学会、第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] Unusual Spin Freezing in Triangular Antiferromagnet NiGa_2S_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshiteru Maeno
  • 学会等名: Meeting of the CIFAR (Canadian Institute for Advanced Research) Quantum Materials Program
  • 発表場所: Lake Carling, Canada
• [学会発表] Unusual Spin Freezing in Triangular Antiferromagnet NiGa2S4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshiteru Maeno
  • 学会等名: Meeting of the CIFAR (Canadian Institute For Advanced Research) Quantum Materials Program
  • 発表場所: Lake Carling, Canada
• [学会発表] Dy_2Ti_2O_7の<47>^Ti, <17>^O-NMR/ NQRによる微視的測定 (2006)
  • 著者名/発表者名: 北川健太郎
  • 学会等名: 日本物理学会、秋季大会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 2006-09-26
• [学会発表] パイロクロア型金属磁性体Pr_2Ir_2O_7の磁気臨界的低温状態における異常ホール効果 (2006)
  • 著者名/発表者名: 町田洋
  • 学会等名: 日本物理学会、秋季大会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 2006-09-25