三角格子反強磁性体における素励起と相転移の微視的過程の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03452036
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 田中 秀数 名古屋大学, 理学部, 助教授 (80188325)
• 研究分担者: 阿部 久 名古屋大学, 工学部, 教授 (60022597) ; 竹内 秀夫 名古屋大学, 工学部, 助教授 (70115591)
• キーワード: 三角格子反強磁性体 / ABX_3型結晶 / 相転移 / 臨界現象 / 素励起 / ESR / 中性子回折 / 磁気測定

研究概要

平成5年度も引き続き良質単結晶の作成を行い、これを用いて以下のような研究成果が得られた。
1.ABX_3型三角格子反強磁性体のESRを様々な周波数帯のマイクロ波を用いて行い、多くの物質について周波数と共鳴磁場の関係を詳細に調べた。また、共鳴モードの理論的解析も同時に行い、これまでに考慮されていなかった新しい鎖間の相互作用を取り入れると共鳴モードが他の実験結果と矛盾なく説明されることを示した。さらに、新しい鎖間の相互作用を取り入れた場合について、スピン波の分散関係を線型スピン波近似で求めた。
2.RbVBr_3は変形した三角格子反強磁性体である。この物質の中性子散乱実験を行い、2つの磁気相転移を起こすこと、中間相のスピン構造が部分無秩序構造であることを示した。RbVBr_3はハイゼンベルクスピン系において部分無秩序相をもつ最初の例である。また、この物質の示す臨界現象を中性子散乱と磁化率測定によって調べた。
3.異方性が異なる2つの物質の混晶であるRb_<1-X>K_XNiCl_3の磁性を磁気測定によって調べ、濃度温度相図上で多重臨界点が現れることを示した。
4.いくつかのABX_3型三角格子反強磁性体について、スピン波分散を詳細に調べた。ANiX_3やAVX_3では量子効果が顕著であることが分った。
5.CsCuCl_3はH//cの場合に量子効果によって磁場中で相転移を起こす。我々は、この物質の低磁場相と高磁場相でのESR共鳴モードを明かにした。また、高磁場中において中性子散乱実験を行い、理論の予想するスピン構造が実現していることを示した。

研究成果

• [文献書誌] T.Hirose: "Thermal Anomalies in Bi_2WO_6 and EPR of Doped Gd^<3+> Ions;" J.Phys.Soc.Jpn.62. 1758-1766 (1993)
• [文献書誌] K.Kakurai: "NEUTRON SCATTERING EXPERIMENTS ON ANTIFERROMAGNETIC ABX_3SYSTEMS:STUDY OF THE HALDANE CONJECTURE;" JAERI-M. 2. 292-299 (1993)
• [文献書誌] M.Mino: "MAGNETIC PHASE TRANSITION OF CsCuCl_3 IN PULSED MAGNETIC FIELD;" JAERI-M. 2. 416-420 (1993)
• [文献書誌] H.Takeuchi: "Direct Matrix Diagonalization of Spin Hamiltonian for Cr^<3+> Pair Centre in CsMgCl_3;" J.Phys.Soc.Jpn.62. 2518-2519 (1993)
• [文献書誌] M.Yamaga: "Electron paramagnetic resonance and optical spectra of Cr^<3+>-doped YAlO_3;" J.Phys.:Condens.Matter. 5. 8097-8104 (1993)
• [文献書誌] H.Takeuchi: "An EPR study of anisotropies of several Cr^<3+> centres in CsMgCl_3;" J.Phys.:Condens.Matter. 5. 9205-9214 (1993)
• [文献書誌] H.Ohta: "Observation of Anomalous ESR Mode of CsCuCl_3 in Submillimeter Wave Region;" J.Phys.Soc.Jpn.62. 3011-3014 (1993)
• [文献書誌] T.Kambe: "Effect of Interchain Exchange Interactions on ESR Modes in Axial Triangular Antiferromagnets;" J.Phys.Soc.Jpn.62. 3388-3391 (1993)
• [文献書誌] H.Tanaka: "Magnetic Phase Transitions in Rb_<1-X>K_XNiCl_3 System:A Mixture of Antiferromagnets on Deformed Triangular Lattice;" J.Phys.Soc.Jpn.62. 4053-4065 (1993)
• [文献書誌] M.Mino: "NEUTRON DIFRACTION OF CsCuCl_3 IN HIGH FIELD;" Physica. B(印刷中). (1994)
• [文献書誌] H.Ohta: "ESR Measurements of CsCuCl_3 in High Field Phase;" Physica. B(印刷中). (1994)
• [文献書誌] T.Inami: "Spin Dynamics of Half-Integer-Spin Quasi-One-Dimensional Heisenberg Antiferromagnet CsMnl_3;" J.Phys.Soc.Jpn.63. NO.4 (1994)
• [文献書誌] H.Takeuchi: "Electrostatic theory and spin-Hamiltonian separation for 3d^9 ions in orthorhombic and tetragonal centres;" J.Phys.:Condens.Matter. 6(印刷中). (1994)