ESR-μSR分光による量子臨界点近傍における多自由度励起相の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12046206
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 野尻 浩之 岡山大学, 理学部, 教授 (80189399)
• 研究分担者: 有本 収 岡山大学, 理学部, 助教授 (70193092) ; 髭本 亘 岡山大学, 高エネルギー加速器研究機構・物構研, 助手 (90291103) ; 門野 良典 岡山大学, 高エネルギー加速器研究機構・物構研, 教授 (10194870) ; 松田 康弘 岡山大学, 理学部, 助教授 (10292757)
• キーワード: ESR / μSR / パイロクロア / 超伝導 / フラストレーション

研究概要

磁場やドーピングにより異なる基底状態が競合し、量子臨界的振る舞いをする系に対して、ESR-μSR分光により、その臨界性と多自由の関係に着目して以下のような研究を行った。
(1)銅酸化物超電導体においては、超伝導と磁性の共存の問題が焦点となっているが、今回特にLSCOの磁束状態にっいてμSRによる詳細な研究を行い、磁束中心における磁場の分布や超伝導状態、ノーマル状態の比率などについて明らかにした。また、および電子ドープ系(Pr, Ce)LaCuO4の酸素欠損により生じる磁性の発現に関して、μSRを用いて研究し、磁気的基底状態で有ることを確認する結果を得るとともに、温度相図を決定した。
(2)スピネルおよびパイロクロア酸化物は、超伝導の発現やフラストレーションがもたらす多重度の競合などに注目が集まっている。今回、μSRによる研究により、グラス的な緩和過程を明らかにするとともに、クロスオーバー温度を決定した。
(3)強い電子相関により特異な基底状態が出現するLaCoO3に関して、高周波ESRを用いてスピン系のハミルトニアンを決定し、励起状態がS=1の3重項で有ることを確定した。この事は、低スピン状態が大きなスピン-軌道相互作用によるゼロ磁場分裂であるという最近の提案を否定する結果である。また3重項の小さなゼロ磁場分裂は、強い結晶場による低スピン状態出現という通常の場合とは異なる機構の存在を示唆する。
(4)酸素を媒介とする強い相互作用により出現する安定なナノサイズの高スピン分子磁性体の量子ダイナミックスに関して研究し、隠れた2重対称性による量子ヒステリシスの存在を発見した。その他梯子物質の磁場中の振る舞いなどを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Ohishi, 他3名 W.Higemoto, R.Kadono, 他6名: "Anomalous quasiparticle excitations in Y(Nil-xPtx)2B2C"Physica B. 326. 364-368 (2003)
• [文献書誌] K.Ohishi, 他3名, W.Higemoto, R.Kadono, 他6名: "Nonlocal effects and shrikage of the vortex core radius in YNi2B2C probed by muon spin rotation"Phys. Rev. B. 65. 140505 (2002)
• [文献書誌] K.Ohishi, 他2名, A.Koda, W.Higemoto, R.Kadono: "Quasiparticle Excitations outside the Vortex Cores in MgB2 Probed by Muon Spin Rotation"J. Phys. Soc. Jpn.. 72. 29-32 (2003)
• [文献書誌] H.Takagiwa, 他6名, W.Higemoto, R.Kadono: "Magnetic penetration depth of a new boride superconductor Re3B"Physica B. 326. 355-358 (2003)
• [文献書誌] S.Noguchi, S.Kawamata, K.Okuda, H.Nojiri, M.Motokawa: "Evidence of the excited triplet of Co3+ in LaCoO3"Phys. Rev. B. 66. 094404-1-094404-5 (2002)
• [文献書誌] H.Deguchi, 他6名, H.Nojiri, M.Motokawa: "Magnetic Properties of a Random-bond Ladder Cu2(C5H12N2)2(Cl(1-x)Brx)4 at Low Temperatures"Mol. Crys. Liq. Cryst.. 376. 353-358 (2002)