| 研究概要 |
本研究の目的は、スピンアイスの「残留エントロピー状態」の本性を明確にするため、純良単結晶を用いて1Kより十分低温までのDy2Ti207とHo2Ti207の磁気緩和を定量化・比較し、その機構を理解することにある。
同位元素47Tiを含むDy2Ti207の単結晶を用いて、研究協力者の北川健太郎(学振特別研究員)を中心にした核四重極共鳴(NQR)実験が進展した。共鳴周波数の温度依存の原因がDyの4f電子の電気四重極モーメントの変化によることを見出し、磁気モーメントの揺らぎには、スピン間相互作用と電気四重極間相互作用が同程度に重要であることを明らかにした。この成果は論文で発表した。さらにその後の研究により、0.4K以下の低温では熱活性型スピン緩和とは別の機構によるスピン緩和が主要となって強く残ることを見出した。
パイロクロア酸化物のなかでスピンアイスの振る舞いをするかどうか見解の分かれていたTb2Ti207について、海外共同研究者のMichel Gingras教授(Univ. Waterloo, Canada)から「量子スピンアイス」物質という視点の理論的提唱があり、研究協力者の東中隆二(理化学研究所研究員)と協力してその低温基礎物性を見直し、相互作用パラメターの負の値に関わらずスピンアイスとみなせることを明らかにした(論文準備中)。
当初計画を超えた展開として、磁気フラストレーションの重要な研究対象として、三角格子系の絶縁体NiGa2S4と金属PdCrO2の単結晶を用いた研究を推進した。
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