スピンギャップ系の光散乱

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10740179
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 黒江 晴彦 上智大学, 理工学部, 助手 (40296885)
• キーワード: Raman散乱 / 光反射 / スピン・パイエルス系 / 置換効果 / CuGeO_3 / α'-NaV_2O_5 / スピン二重鎖系 / KCuCl_3

研究概要

スピン・ギャップ系の光散乱、光反射の研究を行った。
スピン・パイエルス(SP)系ではSP相で格子が倍周期化し、非磁性な基底状態が出現する。又、不純物置換により低温に新しい反強磁性相(AF相)が出現する。近年Mg置換試料のAF相が静的な格子歪みを伴うD-AF相と静的な格子歪みを伴わないU-AF相の二種類に分類され、両者の間に量子相転移が起こる事が報告された。我々はSP系の置換効果を研究するため、CU_<1-x>Zn_xGeO_3及びCuGe_<1-y>Si_yO_3のラマン・スペクトルを測定した。低温で新たに観測された折返しフォノンによるラマン・スペクトルが長距離秩序によるシャープなLorentz曲線の項と揺らぎによるフォノンの状態密度を反映した項とに分離できる事を示し、Mg置換試料に報告された量子相転移がZn、Si置換試料でも起きている事を明らかにした。これらの結果をphonons98(7月 Lancaster大)で発表し、現在論文を投稿中である。又、Cu_<1-z>Mg_zGeO_3(z=0.081)において、フォノン・カスケード・プロセスによるルミネッセンスを新たに観測した事をphonons98で報告した。
34Kで電荷移動転移を起こすα′-NaV_2O_5のラマン散乱測定から、この物質のフォノン励起、磁気励起、電子励起を研究し論文に発表した。この系で観測されるFano効果の温度依存性、Na欠損量依存性をphonons98及び日本物理学会(9月 琉球国際大)で報告した。
近年スピン二重鎖を持つKCuCl_3系、特に低温での磁化曲線にプラトーが観測されるNH_4CuCl_3が注目を集めている。我々はNH_4CuCl_3のラマン散乱、反射スペクトルを測定し、NH_4分子の回転が磁性に与える影響を研究している。これらの結果を日本物理学会(3月広島大)で発表する。

研究成果

• [文献書誌] T.Sekine,H.Kuroe,J.Sasaki,Y.Sasago,N.Koide,K.Uchinokura and M.hase: "Spin-Peierls Gap and Two-Magnetic-Excitation Bound and Resonant States in Cu_<1-x>Zn_xGeO_3 and CuGe_<1-y>Si_yO_3" Journal of the Physical Society of Japan. 67. 1440-1450 (1998)
• [文献書誌] H.Kuroe,H.Seto,J.Sasaki,T.Sekine,M.Isobe and Y.Ueda: "Raman Scattering in the Inorganic Spin-Peierls system α'-NaV_2O_5" Journal of the Physical Society of Japan. 67. 2881-2892 (1998)
• [文献書誌] H.Kuroe,H.Seto,T.Sekine,M.Isobe and Y.Ueda: "Spin-Peierls transition in α'-NaV_2O_5 observed by Raman scattering" Physca B. 印刷中.
• [文献書誌] H.Kuroe,H.Seto,T.Sekine,T.Masuda and K.Uchinokura: "Raman scattering in Zn-,Si- and Mg-doped CuGeO_3" Physica B. 印刷中.