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2002 年度 実績報告書

相互作用に競合を有する量子スピンクラスターの研究

研究課題

研究課題/領域番号 13640377
研究機関特殊法人理化学研究所

研究代表者

萩原 政幸  理化学研究所, 磁性研究室, 副主任研究員 (10221491)

キーワード相互作用の競合 / クラスター / 量子効果 / 磁化プラトー / 帯磁率 / 磁化 / ESR
研究概要

前年度に続いて正四面体の一つの辺を押して平面にしたバタフライ構造を有するニッケルの四核錯体化合物の大きな単結晶試料を合成し、X線で軸決めをした後、正方晶のc軸とa軸の二方向で帯磁率と68テスラまでの高磁場磁化測定及び高周波ESR測定を行った。帯磁率は単調に高温側から増加するが、帯磁率と温度の積は高温側から減少し、反強磁性的な相互作用が支配的なクラスターのそれであった。1.3Kの68Tまでの磁化曲線は低磁場から単調に増加し、飽和磁化の1/2でプラトーを形成した後に40T辺りで増加し3/4の大きさの所で再度プラトーを形成した後65T辺りで再度増加する。これらに関してはバタフライ構造の真中の二つのスピンが反強磁性的にカップルしてそれらと端のスピンが弱く反強磁性的に相互作用していると考えて解析を行い、ほぼ帯磁率も磁化も説明することができた。ESR測定はgが2.2辺りのいくつかのシグナルと4.4位の弱いシグナルが観測された。これらのシグナルを現在上記モデルで解析中である。このモデルでは基底状態が一重項、三重項、五重項がほぼ近いところにあって擬縮退していることから複数のシグナルが現れたと考えている。強磁場磁化の結果は強磁場の国際会議で発表する予定である。
その他従来からやっているスピン量子数1の反強磁性ボンド交替鎖に関して良質の単結晶が得られるニッケルのボンド交替鎖化合物NTENPで詳細な比熱測定を行い、ある磁場以上で長距離秩序をする事を明らかにし、また、磁場のかける方向によって磁場-温度相図が異なることとその変化がS=1反強磁性一様鎖化合物のNDMAPとほぼ同様であることを明らかにした。また、ギャップレス的な振る舞いをするニッケルのボンド交替鎖化合物NTEAPの0.1Kでの磁化測定を行い1.3Kとほとんど同じ振る舞いを観測し、この物質がほぼギャップレスであることを確認した。

  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] N.Tateiwa: "Specific heat of an S=1 quasi-1D bond alternating antiferromagnet in a magnetic field"Physica B. (in press).

  • [文献書誌] Y.Narumi: "Magnetization process of an S=1 antiferromagnetic bond alternating chain at 0.1K"Physica B. (in press).

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公開日: 2004-04-07   更新日: 2016-04-21  

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