Universality and mechanism of magnetic boson peak in spin glasses

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スピングラスは、ランダムネスとフラストレーションを有する広範囲の磁性体に遍在する。複雑な磁気緩和挙動や履歴現象について多数報告がある一方、磁気励起に関する知見はほとんど得られていない。本研究の目的は、スピングラス状態に固有の素励起は存在するのか？その起源は何か？を明らかにすることである。我々は以前、磁性イオン液体と呼ばれる新奇機能性液体の構造ガラス上でスピングラスが発現すること、また、そのスピングラス状態で局所磁気励起が存在することを明らかにした。局所磁気励起はボーズ因子でスケールされ、構造ガラスで普遍的に見られる局所振動励起(ボゾンピーク)と共通点が多いことから、「磁気ボゾンピーク」と呼んでいる。R3年度は、この磁気ボゾンピークの普遍性を検証するため、古典系スピングラスの代表物質である、結晶性の希薄磁性合金Cu1-xMnxとアモルファス酸化物FeO-Al2O3-SiO2について調べた。J-PARC物質・生命科学実験施設のAMATERAS分光器を用いて中性子非弾性散乱測定を行ったところ、これらの物質でも、磁気ボゾンピークが存在することが明らかになった。原子配列の規則性によらず、磁気ボゾンピークが共通して見られたことは非常に興味深い。Cu1-xMnxはMn濃度(x)に応じて、スピングラス転移温度が大きく変化する。R4年度は、磁気励起スペクトルのMn濃度依存性を調べることにより、磁気ボゾンピークエネルギーとスピングラス転移温度の関係を明らかにする。