時間分割中性子散乱測定によるスピングラススローダイナミックス機構の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440106
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 元屋 清一郎 東京理科大学, 理工学部, 教授 (60114683)
• 研究分担者: 菊地 淳 東京理科大学, 理工学部, 助手 (90297614)
• キーワード: スピングラス / スローダイナミックス / 中性子散乱 / 小角散乱 / 時間分割測定

研究概要

スピングラスをはじめとする複雑・不規則系の特徴であるスローダイナミックスの研究はこれまで巨視的物理量の測定とその現象論的解析に限られていた。本研究は微視的実験に基礎をおき、物理的意味の明確な解析法を取り入れた手法で取り組み、そのメカニズムの解明を目指すものである。これまでの一連の研究で高濃度スピングラスに見られる磁気転移には有限距離の相関を持つ磁気クラスターの存在が密接に関与している事を解明し、これからスピングラスの特徴的な性質であるスローダイナミックスにもこの磁気クラスターの存在、特に変化した外場に対するそのサイズや数の時間的発展が本質的な役割を担っていることを推論した。
本研究では時間分割中性子小角散乱実験により外場変化後の磁気クラスターの時間発展を実時間追跡し上記の推論を直接検証する事を目指し、これに成功した。これまでに定常状態における中性子散乱実験が完了しているFe_<65>(Ni_<0.866>Mn_<0.134>)_<35>, Cu_2(Mn_<0.70>Ti_<0.30>)Al, Fe_<0.70>Al_<0.30>について強磁性相からリエントラントスピングラス相に急冷した後の小角散乱パターンの時間変化を実時間で追跡する実験を行なった。すべての試料で散乱パターンの時間変化が観測された。このうちFe_<0.70>Al_<0.30>では散乱パターンがローレンツ関数のみでよく記述され、時間変化を少数のパラメータで記述可能なことが解った。Fe_<0.70>Al_<0.30>について様々な温度、磁場の下での測定を行ない上記散乱関数の強度、幅の時間変化を抽出した。更に、巨視的磁化測定における緩和現象の温度、磁場、待機時間依存性の結果ともあわせてスローダイナミックスを磁気クラスターの時間発展として捉えるという目的を達成した。

研究成果

• [文献書誌] K.Motoya, K.Hioki, J.Suzuki: "SANS study of slow dynamics in reentrant spin glass Fe_<0.70>Al_<0.30>"Appl. Phys. A. Vol.74 Suppl.1. S592-S594 (2002)
• [文献書誌] S.M.Shapiro, W.Bao, S.Raymond, S.H.Lee, K.Motoyai: "Observation of Linear Spin Wave Dispersion in Re-entrant Spin Glass Fe_<0.7>Al_<0.3>"Appl. Phys. A. Vol.74 Suppl.1. S859-S861 (2002)
• [文献書誌] J.Kikuchi, N.Wada, K.Nara, K.Motoya: "Microscopic Magnetic Properties of (V_<1-x>Ti_x)_2O_3 near the Phase Boundary of the Metal-Insulator Transition"J. Phys. Chem. Solids. Vol.63. 969-973 (2002)
• [文献書誌] J.Kikuchi, T.Matsuoka, K.Motoya, T.Yamauchi, Y.Ueda: "Absence of Edge Localized Moments in the Doped Spin-Peierls System CuGe_<1-x>Si_xO_3"Phys. Rev. Letters. Vol.88 No.3. 037603/1-037603/4 (2002)
• [文献書誌] J.Kikuchi, S.Ishiguro, T.Matsuoka, K.Motoya, T.Yamauchi, Y.Ueda: "Cu NQR and NMR Studies of the Doped Spin-Peierls System CuGe_<1-x>Si_xO_3"Prog. Theor. Phys.. Suppl. No.145. 345-348 (2002)
• [文献書誌] K.Motoya, K.Hioki: "Coexistence of Ferromagnetic and Antiferromagnetic Clusters in the Concentrated Spin-Glass Alloys Fe_<65>(Ni_<1-x>Mn_x)_<35>"J. phys. Soc. Jpn.. Vol.70 No-4(印刷中). (2003)