Magnetic properties of alpha-Mn under high pressure, Anomalous Hall effect and quantum critical phenomena

高压下α-Mn的磁性能、反常霍尔效应和量子临界现象

• 批准号: 21H01042
• 负责人: 小林 達生
• 金额: $ 8.82万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01042/
• 关键词: Mn; 反強磁性秩序; 高圧力; 弱強磁性; 異常ホール効果; マンガン; 磁気秩序; 高圧; 相図; 磁気ゆらぎ; 量子臨界現象; 磁気秩序状態

本研究の目的は「αMnの圧力－温度相図の解明」である。2022年度は純良単結晶を用いたゼロ磁場NMRで，常圧の反強磁性（AFM）相におけるNMR信号の全貌（3-200 MHz）が明らかになった。αMnは結晶学的に4つのサイトI-IVから成るが，AFM相ではそれぞれ磁気的に1（I），2（II），4（III），4（IV）に分裂することが明らかになり，1970年代に行われた中性子散乱実験で提案されているスピン構造では説明できない。この論文はJ. Phys. Soc. Jpn. より出版され，Editors' Choiceに選ばれた。（島根大学との共同研究）この試料を用いて中性子散乱実験を行ったが，NMRで示されたサイトIIが1：1でないスピン構造モデルが不明であり，スピン構造の決定には至っていない。（原子力機構との共同研究）AFM相でのスピン構造はαMnの特徴的な結晶構造に起因していると考えられ，本研究で発見された最重要課題である。高圧下で誘起される弱い強磁性（WFM）相での中性子散乱実験は終了している。AFM状態と異なり，磁気秩序により単位胞は変化しないことが明らかになった。近接スピン間は反強磁性的と考えられ，4つのサイトから成るフェリ磁性と結論された。（論文作成中）この結果から，本研究の重要課題であるWFM相における異常ホール効果の機構を議論することはできない。相補的に，高圧下NMR測定により，4つのサイトそれぞれについて，共鳴周波数の圧力依存性から磁気モーメントの大きさが明らかになりつつある。（千葉大との共同研究）これらの実験結果から，圧力－温度相図の理解につなげるとともに，４つのサイトにおけるMnの超微細相互作用を明らかにすることが期待される。

这项研究的目的是“阐明αMn的压力温度相图”。在2022财年，使用纯良好的单晶零场NMR揭示了在正常压力下抗铁磁（AFM）相中NMR信号的完整图像（3-200 MHz）。尽管αMN在晶体学上是由四个位点I-IV组成的，但据揭示了AFM相分别分为1（i），2（ii），4（iii）和4（iii）和4（iv），并且无法解释1970年代进行的中子散射实验中提出的旋转结构。本文由J. Phys发表。 Soc。 JPN。并被选为编辑的选择。 （与Shimane University的合作研究）我们使用此样品进行了中子散射实验，但是NMR而非1：1所示的SITE II的自旋结构模型是未知的，并且尚未确定自旋结构。 （与核电机械的合作研究）AFM相中的自旋结构被认为归因于αMN的特征晶体结构，并且是本研究中发现的最重要的问题。在高压下引起的弱铁磁（WFM）相中的中子散射实验已完成。与AFM状态不同，已经揭示了单位细胞由于磁性顺序不会变化。得出的结论是，近端旋转被认为是抗磁磁性的，它是铁磁性的，由四个部位组成。 （在写作过程中）从这些结果中，不可能在WFM阶段讨论异常大厅效应的机制，这是本研究的关键问题。互补的，高压NMR测量值揭示了四个位点的共振频率的压力依赖性的磁矩幅度。 （与Chiba University的合作研究）预计这些实验结果将导致对压力温度相图的了解，并阐明四个地点MN的Ultrafine相互作用。

项目成果

Superconductivity in a Magnetic Rashba Semimetal EuAuBi

• DOI: 10.7566/jpsj.92.013701
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Hidefumi Takahashi;K. Akiba;Masayuki Takahashi;A. H. Mayo;M. Ochi;Tatsuo C. Kobayashi;S. Ishiwata

Site Split of Antiferromagnetic α-Mn Revealed by ⁵⁵Mn Nuclear Magnetic Resonance

⁵⁵Mn核磁共振揭示反铁磁α-Mn位点分裂

• DOI: 10.7566/jpsj.91.113701
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Manago Masahiro;Motoyama Gaku;Nishigori Shijo;Fujiwara Kenji;Kinjo Katsuki;Kitagawa Shunsaku;Ishida Kenji;Akiba Kazuto;Araki Shingo;Kobayashi Tatsuo C.;Harima Hisatomo
• 通讯作者: Harima Hisatomo

α-Mnの圧力誘起磁気秩序相の磁気構造

压力诱导的α-Mn磁有序相的磁结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 荒木新吾;岩本凱成;秋葉和人;小林達生;宗像孝司;長壁豊隆;金子耕士
• 通讯作者: 金子耕士

α-Mnの高圧物性

α-Mn的高压特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 荒木新吾;小林達生;西森弘顕;秋葉和人;岩本凱成;宗像孝司;長壁豊隆;金子耕士
• 通讯作者: 金子耕士

単結晶α-MnのNMRによる研究

单晶α-Mn的NMR研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 真砂全宏;本山岳;三好清貴;西郡至誠;藤原賢二;秋葉和人;荒木新吾;小林達生
• 通讯作者: 小林達生