交換相互作用競合系における時空尺度依存の性質

1994 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: スピングラス / リエントラントスピングラス / クラスターグラス / 弱磁場磁化 / 非線形帯磁率 / メスバウアスペクトル / MSR / 強磁場磁化過程

研究概要

観測の時空尺度によってスピングラス(SG)系は多様な側面をみせる。本研究課題では、次の6つの観測手段を用いてSG系の性質を多角的に調べた。(1)弱磁場磁化測定、(2)交流帯磁率、(3)メスバウア分光、(4)中性子散乱、(5)ミューオンスピン緩和、及び、(6)強磁場磁化過程である。研究対象としたSG系は、磁気的に濃厚系としては、イジング系FexMn_<1-X>TiO_3及びハイゼンベルグ様系NixMn_<1-X>TiO_3、又、希釈系としては、イジング系FexZn_<1-X>F_2とFexMg_<1-X>TiO_3及びハイゼンベルグ様系MnxMg_<1-X>TiO_3である。以下に主な結果の概要をまとめる。(1)FexMn_<1-X>TiO_3:(1)濃度-温度磁気相図の詳細を決めた。(2)de Almeida-Thouless理論の正しいことを示した。(3)SG系では磁場中冷却状態が安定状態であること、スピン系が多谷階層構造を形成しているとする理論と矛盾しない現象を見出した。(4)SG凍結温度(T_G)以下でもスピン系に揺らぎが残っていることを見出し、イジング系におけるスピンの構成分の存在によると推論した。(5)リエントラント(RSG)転移点で非線形帯磁率の発散的振舞いを観測し、RSG転移が相転移であることを示唆した。(2)NixMn_<1-X>TiO_3:弱い異方性をもつハイゼンベルグ様系について、理論的には予測されていた直交するスピン成分が異なる温度で逐次SG凍結することを実験的に初めて見出した(x=0.42,0.47)。(3)FexZn_<1-X>F_2(x=0.26)およびFexMg_<1-X>TiO_3(x=0.20):T_<SG>の2倍以上高温で多数の反強磁性(AF)クラスターが形成され、T_<SG>においてそれらのAFクラスター間でSG凍結を起すクラスターグラスであることを示した。希釈系のパーコレーション濃度以下で出現するSGに共通する凍結機構であると推定している。(4)MnxMg_<1-X>TiO_3:濃度-温度相図の概略を決めた。x〜0.57でランダム磁場効果を示すAF系からSG系へ移行することを見出した。この系では、SG凍結がAFクラスター間で生じているかどうかは、まだ確かめていない。

研究成果

• [文献書誌] H. Kawano: "Two Successive Spin Glass Transitions in Nondiluted Heisenberg-Like Spin Glass Ni0.42Mn0.58TiO_3." 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>TiO_3." J. Phys. Soc. Jpn.62. 4488-4502 (1993)
• [文献書誌] A. Ito: "Magnetization Curves of the Reentrant-Spin-Glass Fe0.65Mn0.35TiO_3: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>TiO_3With x<0.3." Hyperfine Interactions. 84. 183-186 (1994)
• [文献書誌] K. Iwai: "Cluster Glass-Like Behavior of the Diluted Anti-ferromagnet FexMg_<1-X>TiO_3(x=0.2,x=0.3)." Hyperfine Interactions. 84. 127-130 (1994)
• [文献書誌] E. Torikai: "μ^+SR Study of Ising Spin-Glass Fe0.5Mn0.5TiO3." Hyperfine Interactions. 84. 105-108 (1994)
• [文献書誌] A. Ito: "Cluster Glass-Like Behavior of the Diluted Anti-ferromagnet Fe0.26Zn0.74F2." Hyperfine Interactions. 94. 2087-2091 (1994)
• [文献書誌] A. Fukaya: "Spin-Flop Transition of the Diluted Antiferromagnet Mn_XMg_<1-X>TiO_3." Physica B. 201. 88-90 (1994)
• [文献書誌] A. Ito: "Metamagnetic Transition of the Reentrant-Spin-Glass Fe0.65Mn0.35TiO Anomalous Dependence on Sweep-Rate of Magnetic Fields." Physica B. 201. 84-87 (1994)
• [文献書誌] H. Aruga Katori: "Experimental Study of the de Almeida-Thouless Line by Using Typical Ising Spin-Glass FexMn_<1-X>TiO_3 with x=0.41,0.50,0.55 and 0.57." J. Phys. Soc. Jpn.63. 3122-3128 (1994)
• [文献書誌] A. Tobo: "Concentration-Temperature PhaseDiagram of the Diluted Antiferromagnet MnxMg_<1-X>TiO_3." J. Magn. Magn. Mater.140-144(in press). (1995)
• [文献書誌] A. Ito: "Studies of Diluted Antiferromagnet Fe0.2Mg0.8TiO_3:Percolation Concentration and Cluster-Glass." J. Phys. Soc. Jpn.64,No.5(in press). (1995)