| 研究概要 |
通常、磁性イオンを非磁性イオンで一部希釈した磁性体は希釈量が増えるに従って磁気秩序が抑制され、RKKY相互作用、超交換相互作用によりスピングラス転移が発現すると考えられている。しかし、その予想に反し、双極子Ising磁性体の希釈系LiHo_xY_<1-x>F_4においてxの減少に従って、アンチグラスと呼ばれる新奇な基底状態の発現が見いだされ注目を集めている。また、この無希釈系はIsing軸に垂直な磁場下で、横磁場Isingモデルでほぼ説明可能な量子相転移を発現することが報告されているが、希釈系では、希釈により誘起されるランダム磁場によって無希釈系とは異なる臨界現象の発現が理論的に予想されており、新たなクラスの磁性体ではないかと注目を集めている。本年度は、新しい希釈双極子イジング磁性体の候補物質である希土類水酸化物R_xY_<1-x>(OH)_3(R=Dy,Ho)の単結晶育成を行い、その基礎物性測定を通して、上記の新奇物理現象の検証を試みた。これら物質は、同じ結晶構造で、クラマースイオンであるDyと非クラマースイオンであるHoを磁性イオンとして持つため、新奇な物理現象の検証に加えて、以前の物質では不可能であった、超微細相互作用の大小等を含めた磁性イオン依存性についての詳細な研究が可能である。
また、上記に加え、幾何学的フラストレート磁性体の新奇物質探索も平行して行った。遷移金属が磁性を担うd電子系幾何学的フラストレート磁性体については、二次元、三次元系ともに様々な物質開発が行われ、軌道、スピン、電荷が織りなす多様な物性の起源が明らかにされつつあるが、f電子系については、三次元系のパイロクロア酸化物の研究に限定され、二次元性の強い物質は、GdPd_2Al_3,CePtAl,UNi_4Bなど数種類しか報告されていない。また、f電子の軌道に対応する四極子自由度のララストレーションに注目した研究はほとんどされておらず、それに関連した新奇物性の発見が期待される。本年度は、f電子系二次元幾何学的フラストレート磁性体の新たな候補物質で希土類元素変換による系統的な研究が可能なRbRSe_2に注目し、単結晶育成を試みた。
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