| 研究概要 |
本研究は,SQUID磁束計を用いた磁化検出型の圧力下ESR測定技術(SQUID-ESR)の開発と,それを用いたイジング性磁気強誘電体Ca_3CoMnO_6の特異な磁気構造の安定性の起源解明を目的とする。初年度は常圧下においてこのSQUID-ESR法を確立し,圧力セルを用いた測定においてもESR測定が可能であることを示した。本年度は,圧力下におけるSQUID)-ESR法の確立を行った。圧力セルとしてはCuBe製のピストンシリンダー型のものを作製した。種々検討の結果,外径,内径はそれぞれ8.7mm,2.7mm,シリンダー長は42mmとした。NiSnCl_6・6H2_O(磁性イオンNi^<2+>,S=1)という物質についてESR測定を行い,1.5GPaまでの圧力下,80～130GHzの周波数範囲でSQUID-ESRに成功した。これは磁化検出型のESRとしては世界で初めての圧力下における測定である。本手法は,マクロ,ミクロの両物性測定が同時に出来るという点だけでなく,標準的な圧力較正方法が利用可能な点も特徴である。即ち,圧力を試料と同時にセットしたスズの超伝導転移温度により較正でき,これまでの圧力下ESRに比べより精密な圧力較正が出来る。最高感度としては10^<14>spins/G(4K,105GHz)を実現した。しかし圧力シールに用いるCuリングの加圧に伴う変形が電磁波の進行を妨げ,圧力下ではしばしば感度が低下する事が明らかとなった。次年度以降この感度低下を低減する方法を見出して行くと共に,Ca_3CoMnO_6に同手法を応用して行く。即ち,本系の↑↑↓↓という磁気構造の安定性の起源を,圧力の印加によって交換相互作用,異方性を制御する事により解明する。
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| 今後の研究の推進方策 |
圧力下SQUID-ESRの手法をほぼ確立したが,圧力シールに用いるCuリングの加圧に伴う変形が電磁波の進行を妨げ,感度低下に影響を及ぼしている事が明らかとなった。Ca_3CoMnO_6への本手法の適用に当たってこの点が今後問題になる可能性がある。現状の圧力セルのままCa_3CoMnO_6のSQUID-ESRを試みて行くと同時に,他のシール材料,あるいは他のシール方法を模索する。これにより,Ca_3CoMnO_6の一次元鎖に沿った↑↑↓↓という磁気構造の安定性の起源を圧力下SQUID-ESRの最大の強みであるマクロ,ミクロ両面からの同時物性測定により解明する。
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