スピン液体状態の実現と物性制御

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09440139
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 網代 芳民 九州大学, 理学部, 教授 (00025438)
• 研究分担者: 浅野 貴行 九州大学, 理学部, 助手 ; 副島 雄児 九州大学, 理学部, 助教授 (10206675) ; 白鳥 紀一 九州大学, 理学部, 教授 (80028125)
• キーワード: スピン液体 / 量子スピン / スピンフラストレーション / 低次元 / 磁化率 / 高磁場磁化 / 中性子散乱 / μSR

研究概要

研究課題を遂行するにあたり、第一段階の目的は、新規な低次元量子スピン系を現実物質の中に構築し、量子スピン効果やスピンフラストレーション効果によって古典的秩序状態を破壊し、量子液体的な状態を実現することにある。そのため、研究経費の設備備品として試料作成環境の充実を図り、錯体化合物、銅酸化物を対象にしてスピン液体状態が実現される低次元モデル磁性体を合成し、良質単結晶の育成を試みている。さらに、現有装置および共同利用装置を用いてX線回折による構造評価、磁化率、比熱、高磁場磁化等の測定により、系を特徴づける磁気パラメータが確定しつつある。また、現有の磁気共鳴装置を最大限に活用して、極低温に至る広範囲の温度域での磁気共鳴実験を行うため、研究経費の設備備品と合わせて飛躍的な性能向上が図られた。本年度の補助金交付は、追加による採択のために時期が遅くなったが、予備的な結果を既に得ている。
今後、第二段階として、さらに試料作成および測定環境を充実させ、共同利用装置を利用して、中性子散乱およびμSR実験を行い、その特異なスピン液体状態に荷電担体を注入する等の展開を図り、スピン液体状態と伝導性荷電担体との絡み合う現象に焦点をあてて新しい機能の発現をめざす計画である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Ajiro: "ESR of ″the magnetic dangling bond″in the Haldane state" J.Phys.Soc.Jpn. 66. 971-974 (1997)
• [文献書誌] T.Asano: "The Haldane state in CsNiCl_3 detected by magnetization measurements observation of quantum -classical crossover and the valence bond solid state-" J.Phys.Soc.Jpn. 66. 460-465 (1997)
• [文献書誌] M.Winkelmann: "The phase diagram and critical behaviour of the easy-plane antiferromanget CsNi_<0.98>Fe_<0.02>Cl_3" J.Phys.:Condens.Matter. 9. 703-713 (1997)
• [文献書誌] M.Mekata: "Spin frustration in Y(Sc)Mn_2" Hyperfine Interactions. 104. 337-342 (1997)
• [文献書誌] K.M.Kojima: "Antiferromagnetic order with spacially inhomogeneous orderd moment size of Zn-and Si-doped CuGeO_3" Phys.Rev.Lett.79. 503-506 (1997)
• [文献書誌] Y.Ajiro: "New interpretation of ESR of the S=1/2 broken valence bond in Zn-doped NENP" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] T.Asano: "Magnetic phase diagram of CsNi_<1-x>Fe_xCl_3 -magnetization and spesific heat-" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] Y.Inagaki: "Magnetic phase transition in triangular lattice CsNi_<0.98>Fe_<0.02>Cl_3 studied by NMR" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] M.Mekata: "Magnetic ordering in triangulated kagome lattice compound,Cu_9Cl_9(cpa)_6・nH_<>O" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] M.Mekata: "Magnetic phase transition in FeI_2" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] M.Chiba: "Nuclear spin-lattice relaxation in quantum spin-gap of 1D S=1/2 antiferromagnet" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] M.Uyeda: "^<79.81>Br NMR in stacked triangular lattice antiferromagnet CsCpBr_3" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] Y.Ajiro: "High-resolution,high-field magnetization measurement in the diluted antiferromagnet RbMn_cMg_<1-c>F_3:New application of pulsed figh fields using an adiabatic magnetization process" J.Magn.Magn.Mater.(in press). (1998)
• [文献書誌] M.Chiba: "High field NMR on level crossover in spin-gap system" Physica B. (in press). (1998)
• [文献書誌] T.Fukuda: "Submillimeter wave ESR study on triangular lattice antiferromagnet CuFeO_2" Physica B. (in press). (1998)
• [文献書誌] Xun.Xu: "Nuclear magnetic relaxation and electron spin fluctuation in triangular-lattice XY antiferromagnet CsMnBr_3" Physica B. 239. 128-130 (1997)
• [文献書誌] Xun.Xu: "Br NMR in triangular-lattice XY antiferromagnet CsMnBr_3 in a high external field" Physica B. 239. 131-133 (1997)