交換相互作用競合系における時空尺度依存の性質

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04452039
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 伊藤 厚子 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (20017180)
• 研究分担者: 森本 せつ お茶の水女子大学, 理学部, 助手 (90017195)
• キーワード: ランダム磁性体 / スピングラス / ランダムフラストレーション系 / クラスターグラス / 高磁場磁化過程 / 希釈反強磁性体 / ランダム磁場 / 中性子散乱

研究概要

研究実施計画にほぼ沿って研究を行うことができた。成果の主な点を以下に箇条書にまとめる。
(1)Fe_xMn_<1-x>TiO_3(x=0.50(SG);x=0.58,0.65(RSG))の強磁場磁化過程:電磁石で磁場の掃引速度を速くしていくと磁化に不連続なとびが発生するが、1000倍程度掃引速度の速いパルス磁場ではとびが生じず別の磁化過程を辿ることを見い出した。原因は解明できていないが、スピングラス(SG)相におけるスピン系の応答の機構を理解する上で重要な知見と考えており、今後の課題としたい。(2)Ni_xMn_<1-x>TiO_3(x=0.42(SG)):磁化と中性子散乱の測定を行った。その結果、直交するスピン成分が異なる温度で逐次SG凍結することを見出した。弱い異方性をもつハイゼンベルク様SGで理論的に予測されていたことであるが、実験的に証明されたのは初めてである。(3)Mn_xMg_<1-x>TiO_3の濃度-温度相図:平成4年度に概略の相図を得ていたが、今年度は詳細な相図を得た。パーコレーション濃度(x_p〜0.57)近傍で、ランダム磁場効果を示す系からSG系ヘクロスオーバーすることが確認された。(4)Mn_xMg_<1-x>TiO_3のスピンフロップ(SF)転移のx依存性:xの減少と共にSF転移の臨界磁場H_<FS>が低磁場側へずれていきx〜x_pでH_<SF>=0となる。SFと(3)で述べたクロスオーバーが関係していることを示唆している。(5)Mn_xMg_<1-x>TiO_3の磁場-温度相図:x>x_pの試料ではランダム磁場効果の影響が強く現れた相図が、x<x_pではSGに特徴的な相図が得られ、(3)で述べたクロスオーバーの存在が支持された。(6)Fe_xZn_<1-x>F_2(x=0.1(SG)):磁化とメスバウアスペクトルの測定を行った。T_<SG>は5Kであり、x=0.26試料の約1/2であるが、スペクトルに磁気分裂効果の現れる温度は〜19Kでx=0.26試料より2K程度低いのみである。希釈によって、スピンクラスター内の反強磁性相関はそれほど弱まっていないが、クラスター間の相互作用は希釈で低下していることを示している。

研究成果

• [文献書誌] A.Ito: "Magnetic Behavior of Fe0.2Mg0.8TiO3 and Fe0.3Mg0.7TiO3 Probed by Mossbauer Time-scale." Hyperfine Int.71. 1371-1374 (1992)
• [文献書誌] A.Ito: "Study of Ising System FexMn_<1-x>TiO3 with Exchange Frustrations by Observing Magnetization Process." J.Magn.Magn.Mater.104-107. 1635-1636 (1992)
• [文献書誌] A.Ito: "Magnetic Properties and Phase Diagram of NixMn_<1-x>TiO3." J.Magn.Magn.Mater.104-107. 1637-1638 (1992)
• [文献書誌] H.Aruga Katori: "Effect of Magnetic Fields on Phase Transitions in the Reentrant Spin Glass FexMn_<1-x>TiO3." J.Magn.Magn.Mater.104-107. 1639-1640 (1992)
• [文献書誌] H.Aruga Katori: "High-Field Magnetization Process of the Ising System FexMn_<1-x>TiO3." Physica B. 177. 323-326 (1992)
• [文献書誌] H.Yoshizawa: "Phase Diagram of a Heisenberg-Like Spin Glass NixMn_<1-x>TiO3." Physica B. 180&181. 94-96 (1992)
• [文献書誌] H.Kawano: "Two Successive Spin Glass Transitions in Nondiluted Heisenberg-Like Spin Glass Ni0.42Mn0.58TiO3." J.Phys.Soc.Jpn.62. 2575-2578 (1993)
• [文献書誌] H.Aruga Katori: "Magnetic Property and Phase Diagram of a Frustrated System with Competing Exchange Interactions,FexMn_<1-x>TiO3." J.Phys.Soc.Jpn.62. 4488-4502 (1993)
• [文献書誌] A.Ito: "Magnetization Curves of the Reentrant-Spin-Glass Fe0.65Mn0.35TiO3:Dependence on the Sweep Rate of Magnetic Fields." Sci.Rep.RITU. 38. 237-246 (1993)
• [文献書誌] C.Oyama: "Mossbauer Study of Paramagnetic-Like Behavior below the Neel Temperature in a Random Mixture FexMn_<1-x>TiO3 with x<0.3." to be published in Hyperfine Int.(1994)
• [文献書誌] K.Iwai: "Cluster Glass like Behavior of Diluted Antiferromagnetic FexMg_<1-x>TiO3(x=0.2,x=0.3)." to be published in Hyperfine Int.(1994)
• [文献書誌] E.Torikai: "μ^+SR Study of Ising Spin-Glass Fe0.5Mn0.5TiO3." to be published in Hyperfine Int.(1994)
• [文献書誌] A.Ito: "Cluster-Glass Like Behavior of the Diluted Antiferromagnet Fe0.26Zn0.74F2." to be published in Hyperfine Int.(1994)
• [文献書誌] A.Fukaya: "Spin-Flop Transition of the Diluted Antiferromagnet MnxMg_<1-x>TiO3." to be published in Physica B. (1994)
• [文献書誌] A.Ito: "Magnetic Transition of the Reentrant-Spin-Glass Fe0.65Mn0.35TiO3:Anomalous Dependence on Sweep-Rate of Magnetic Fields." to be published in Physica B. (1994)