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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Experimental verification of replica-symmetry-breaking in real spin glasses

Research Project

Project/Area Number 20H01852
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田畑 吉計  京都大学, 工学研究科, 准教授 (00343244)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 黒川 修  京都大学, 工学研究科, 准教授 (90303859)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsスピングラス / レプリカ対称性の破れ / 磁化緩和測定 / 磁気ノイズ測定 / スピン偏極STM
Outline of Annual Research Achievements

本課題では、現実のスピングラス(SG)物質におけるレプリカ対称性の破れ(RSB)の有無を、スピン配列の重なり分布関数P(q)を観測することで検証することを目的としており、(I)磁気応答測定による間接的な観測(研究代表者:田畑が担当)と、(II)スピン偏極STMによる直接観測(分担者:黒川が担当)を目指している。2022年度((II)に関しては1年繰越)に得た結果は以下の通り。 (I)に関しては、RKKYイジングSG物質Dy(Ru,Co)2Si2及びハイゼンベルグSG物質Au(Mn),Cu(Mn)について、我々が考案した冷却エイジング実験により、温度カオス効果(温度によって安定なスピン配列が完全に変化する現象)の観測を行い、カオス指数ζを実験的に求めた。その結果、RKKYイジングSGでは弱いカオス効果(ζ~0)、ハイゼンベルグSGでは強いカオス効果(ζ~1)が示された。これは前者ではRSBに起因する温度カオスが、後者ではRSBとは異なる起源による温度カオスが生じていることを示唆している。また、Dy(Ru,Co)2Si2については、極めて長時間の磁化緩和測定とその無限時間極限への外挿方法の工夫によって平衡極限のZFC/FC磁化率を求め、両者がSG状態で異なっていることを明瞭に観測した。これはRKKYイジングSGにおいてRSBが起こり非自明なP(q)が生じていることを強く示している。(II) に関しては、2022年度までで1年繰越で整備した低温環境におけるスピン偏極STMの装置を用いて、RKKYイジングSG物質Dy(Ru,Co)2Si2及びその母物質DyRu2Si2のスピン配列の実空間測定を行い、DyRu2Si2では既知の反強磁性(がおそらく表面のため変調を受けた)構造に対応したスピン配列を、Dy(Ru,Co)2Si2ではSG状態に対応したランダムなスピン配列を実際に観測した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Novel Slow Dynamics of Phase Transition in the Partially Ordered Frustrated Magnet DyRu<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>2023

    • Author(s)
      Yoshimoto Subaru、Tabata Yoshikazu、Waki Takeshi、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 92 Pages: 094705

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.094705

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フラストレート磁性体DyRu2Si2の磁場誘起相における異常な緩和現象2024

    • Author(s)
      吉本周玄, 田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2024年春季大会
  • [Presentation] カノニカルスピングラスAuMnにおける非線形カイラル感受率測定2024

    • Author(s)
      窪田尚通, 田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2024年春季大会
  • [Presentation] 冷却中エイジングにおけるスピングラスドメイン成長則2023

    • Author(s)
      田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] フラストレート磁性体DyRu2Si2の異常に遅い臨界ダイナミクス2023

    • Author(s)
      吉本周玄, 田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] RSB直接検証に向けたDy(Ru1-xCox)2Si2系の4f電子スピンのSTMによる検出2023

    • Author(s)
      曽田光亮, 黒川修, 田畑 吉計
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Strong non-equilibrium effects and slow relaxation in the multi-metastable states of the frustrated magnet DyRu2Si22023

    • Author(s)
      S. Yoshimoto, Y. Tabata, T. Waki, H. Nakamura
    • Organizer
      9th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems (9IDMRCS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonequilibrium phenomena in a RKKY Ising spin glass2023

    • Author(s)
      Y. Tabata, T. Waki, H. Nakamura
    • Organizer
      9th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems (9IDMRCS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フラストレート磁性体DyRu2Si2における複数の準安定状態の出現2023

    • Author(s)
      吉本周玄, 田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会第78回年次大会
  • [Presentation] カノニカルスピングラスCuMnにおける冷却エイジング中のドメイン成長2023

    • Author(s)
      森永周輝, 田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会第78回年次大会
  • [Presentation] 長距離相互作用イジングスピングラスのレプリコン指数2023

    • Author(s)
      田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会第78回年次大会
  • [Presentation] Extraordinarily slow critical dynamics in the frustrated magnet DyRu2Si22022

    • Author(s)
      S. Yoshimoto, Y. Tabata, T. Waki, H. Nakamura
    • Organizer
      15th Asia Pacific Physics Conference (APPC15)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カノニカルスピングラスCuMnにおけるドメイン成長の温度及び冷却速度依存性の測定2022

    • Author(s)
      森永周輝, 田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 冷却中のスピングラスドメインサイズ成長2022

    • Author(s)
      前上義大, 田畑吉計, 中村裕之, 和氣剛
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 長距離相互作用イジングスピングラスにおける零磁場冷却磁化率と磁場中冷却磁化率2022

    • Author(s)
      田畑吉計, 和氣剛, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会

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Published: 2024-12-25  

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