中性子散乱を用いた三角格子反強磁性体におけるスピン依存量子状態の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24740223
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 南部 雄亮 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60579803)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: フラストレート磁性体 / 中性子散乱 / 三角格子反強磁性体 / 籠目格子反強磁性体 / 巨視的量子状態

研究概要

新奇な量子状態に至る手段として幾何学的フラストレーションが注目を集めている。本研究では中性子散乱を通して、スピンに依存した巨視的な量子状態の解明を目的として研究を行った。その結果、スピンが1と2の三角格子反強磁性体において、例えば磁気四重極子相関など通常の二体スピン間相互作用では説明できない現象を突き止めた。また、二種類のスピン1/2籠目格子反強磁性体についても中性子非弾性散乱を行った。詳細に磁気励起を測定し、三重項励起の磁場応答や量子効果による線形スピン波理論の補正などを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Large Negative Quantum Renormalization of Excitation Energies in the Spin-1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet Cs_2Cu_3SnF_<12> (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ono, K. Matan, Y. Nambu, T.J. Sato, K. Katayama, S. Hirata, H. Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 043701
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.043701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ghost modes and continuum scattering in the dimerized distorted kagome lattice antiferromagnet Rb_2Cu_3SnF_12 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Matan, Y. Nambu, Y. Zhao, T.J. Sato, Y. Fukumoto, T. Ono, H. Tanaka, C. Broholm, A. Podlesnyak, G. Ehlers
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 ページ: 024414
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.024414
  • 査読あり
• [雑誌論文] 三角格子反強磁性体NiGa_2S_4の二次元磁性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮
  • 雑誌名: 波紋 巻: 23 ページ: 23-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin dynamics and spin freezing in the triangular lattice antiferromagnets FeGa_2S_4 and NiGa_2S_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Zhao, P. Dalmas de Réotier, A. Yaouanc, D.E. MacLaughlin, J.M. Mackie, O.O. Bernal, Y. Nambu, T. Higo, S. Nakatsuji
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 064435
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.064435
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中性子散乱による磁気構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 33 ページ: 302-307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Block magnetism coupled with local distortion in the iron-based spin-ladder compound BaFe_2Se_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nambu, K. Ohgushi, S. Suzuki, F. Du, M. Avdeev, Y. Uwatoko, K. Munakata, H. Fukazawa, S. Chi, Y. Ueda, T.J. Sato
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 064413
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.064413
  • 査読あり
• [学会発表] FullProfを用いた粉末試料の磁気構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮
  • 学会等名: 平成25年度茨城県中性子利用促進研究会磁石材料のその場構造解析分科会
  • 発表場所: エッサム神田ホール
  • 年月日: 2013-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] Excitations under fields of the pinwheel valence bond solid state in the Kagomé antiferromagnet Rb_2Cu_3SnF_<12> (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nambu, K. Matan, Y. Zhao, T. Ono, Y. Fukumoto, A. Podlesnyak, G. Ehlers, J.W. Lynn, T.J. Sato, C. Broholm, H. Tanaka
  • 学会等名: International Conference on Neutron Scattering 2013
  • 発表場所: Edinburgh International Conference Cnetre, Edinburgh, UK
  • 年月日: 2013-07-11
• [学会発表] 籠目格子反強磁性体Rb_2Cu_3SnF_12における一重項⋅三重項励起の磁場依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮, K. Matan, Y. Zhao,小野俊雄,福元好志, A. Podlesnyak, G. Ehlers, J. Lynn,佐藤卓, C. Broholm,田中秀数
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] SENJUにおけるこれからの磁気構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮
  • 学会等名: 第5回CROSSroads研究会「J-PARCの単結晶回折計による構造物性研究」
  • 発表場所: KEK東海キャンパス
  • 年月日: 2013-02-25
  • 招待講演
• [学会発表] Spin Dynamics of the 2D Magnet NiGa_2S_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nambu
  • 学会等名: Nikko Joint Conference between 10th International Conference on Quasielastic Neutron Scattering (QENS) and 5th Workshop on Inelastic Neutron Spectrometers (WINS)
  • 発表場所: Nikko Public Meeting Hall
  • 年月日: 2012-10-04
  • 招待講演
• [学会発表] 三軸分光器CTAX @ ORNLの現状と一次元構造をもつ鉄系化合物の磁性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮
  • 学会等名: 中性子セミナー
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2012-06-15
• [備考]
  • URL: http://www.jps.or.jp/books/jpsjselectframe/2014/files/14-04-2.pdf