磁場中の中性子回折を利用したスピン間に働く交換相互作用の値の決定方法の確立

建立磁场中中子衍射测定自旋间交换相互作用值的方法

• 批准号: 18K03551
• 负责人: 長谷 正司
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K03551/
• 关键词: 磁場中の中性子回折; 磁場誘起磁気モーメント; スピン; 交換相互作用; 常磁性状態; 磁場誘起モーメント; 中性子回折; 磁場

研究目標は、スピン間に働く交換相互作用の値を、汎用的に、簡便に、正確に決定する方法の確立である。現在、Ni2V2O7の研究を行っている。この物質では、TN1 = 6.7 KとTN2 = 5.7 Kで磁気転移が起こるが、磁気構造は分かっていない。2 Kでは8から30 Tの間で1/2量子磁化プラトー（一種の常磁性状態）が見られる。2種類のNi2+サイト（Ni1とNi2）が存在する。スピンの値は1である。3種類の短いNi-Ni対が存在し、それらの交換相互作用をJ1, J2, J3.と表すことにする。交換相互作用の値については幾つかの報告例があるが、J1 = 1.0 K, J2 = -6.3 K, J3 = 78.5 Kが最も確からしい。最も強いJ3相互作用でNi1-Ni1の反強磁性ダイマーが形成され、J1とJ2相互作用でダイマーとNi2モノマーが弱く結合していると考えられる（ダイマー・モノマー模型）。2022年度に中性子回折の結果を解析した。ゼロ磁場では非整合な磁気構造が現れる。TN1とTN2の間の6.0KではNi2モーメントのみが秩序化し、モーメントがbに平行なスピン波構造となる。2.3KではNi1とNi2モーメントがともに秩序化し、モーメントがab面内のサイクロイド構造となる。Ni1とNi2モーメントの大きさは、それぞれ1.62と2.50muBで、Ni1において短縮が見られる。10 TでのNi1とNi2の磁場誘起磁気モーメントはそれぞれ、0.3と1.9 muBで、Ni1では小さい。以上の結果はダイマー・モノマー模型で期待される結果と一致する。スピン・ネマティック相が現れると考えられている6から8 Tで、磁気秩序の存在を示す磁気反射が見られたので、スピン・ネマティック相は無いと考えられる。

Between research target は, ス ピ ン に 働 く の exchange interaction numerical を, universal に, simple に, に right decision す の る method established で あ る. Now, Ni2V2O7 <s:1> studies を rows って る る. こ の material で は, TN1 = 6.7 K と TN2 = 5.7 K で magnetic 気 planning move since が こ る が, magnetic 気 tectonic は か っ て い な い. 2 Kで られる 8 ら ら30 T <s:1> で1/2 quantum magnetization プラト プラト (a <s:1> state of constant magnetism) が see られる. Two kinds of <s:1> Ni2+サ ト ト (Ni1とNi2) が exist in する. Youdaoplaceholder0 である スピ value である 1である. Three types of <s:1> short <s:1> Ni-Ni pairs have が, それら, <s:1> exchange interactions をJ1, J2, J3. Youdaoplaceholder3 table す とにする とにする とにする とにする. Exchange interaction の numerical に つ い て は several つ か の report cases が あ る が, J1 = 1.0 K, J2 = 6.3 K, J3 = 78.5 K が most も か indeed ら し い. The most strong も い J3 interaction で Ni1 - Ni1 の against strong magnetic ダ イ マ ー が form さ れ, J1 と J2 interaction で ダ イ マ ー と Ni2 モ ノ マ ー が weak く combining し て い る と exam え ら れ る (ダ イ マ ー · モ ノ マ ー model). Analysis of the <s:1> results of the 2022 に medium nature reversion を た た. The ゼロ magnetic field で ゼロ non-integrated な magnetic atmosphere structure が appears れる. TN1 と TN2 の の between 6.0 K で は Ni2 モ ー メ ン ト の み が bringing し, モ ー メ ン ト が b に parallel な ス ピ constructing と ン な る. 2.3 K で は Ni1 と Ni2 モ ー メ ン ト が と も に bringing し, モ ー メ ン ト が ab in-plane の サ イ ク ロ イ ド tectonic と な る. Ni1 と Ni2 モ ー メ ン ト の big き さ は, そ れ ぞ れ と 1.62 2.50 muB で, Ni1 に お い て shortening が see ら れ る. 10 T で の Ni1 と Ni2 の magnetic field induced magnetic 気 モ ー メ ン ト は そ れ ぞ れ, 0.3 1.9 muB と で, Ni1 で は small さ い. The above <s:1> results are ダ ダ and モノ respectively. The で model expects the される results to be と consistent with する. ス ピ ン · ネ マ テ ィ ッ ク phase が now れ る と exam え ら れ て い る 6 か ら 8 T で の exist を shown す magnetic, magnetic 気 order 気 reflection が see ら れ た の で, ス ピ ン · ネ マ テ ィ ッ ク phase は no い と exam え ら れ る.

项目成果

3倍周期鎖物質Cu3(P2O6OD)2の磁場中の中性子回折

三周期链材料 Cu3(P2O6OD)2 磁场中的中子衍射

• 发表时间: 2019
• 作者: Takeda Takahito;Sakamoto Shoya;Araki Kohsei;Fujisawa Yuita;Anh Le Duc;Thanh Tu Nguyen;Takeda Yukiharu;Fujimori Shin-ichi;Fujimori Atsushi;Tanaka Masaaki;Kobayashi Masaki;長谷正司
• 通讯作者: 長谷正司

中性子回折を用いた量子スピン系の研究

利用中子衍射研究量子自旋系统

• 发表时间: 2021
• 作者: 長谷正司

A Possible Magnetic Structure of the Cluster-Based Haldane Compound Fedotovite K2Cu3O(SO4)3

• DOI: 10.7566/jpsj.88.094708
• 发表时间: 2019-08
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: M. Hase;K. Rule;J. Hester;J. Fernandez-Baca;T. Masuda;Y. Matsuo

Magnetic structures of nearly isostructural Tb3RuO7 and Nd3RuO7: Appearance of a partially disordered state only in the Tb compound

几乎同构的 Tb3RuO7 和 Nd3RuO7 的磁性结构：仅在 Tb 化合物中出现部分无序状态

• DOI: 10.1103/physrevb.104.214430
• 发表时间: 2021
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: M. Hase;A. Doenni;and V. Yu. Pomjakushin
• 通讯作者: and V. Yu. Pomjakushin

Neutron diffraction study in magnetic fields of the antiferromagnetic spin-1/2 trimerized chain compound Cu3(P2O6OD)2

反铁磁自旋1/2三聚链化合物Cu3(P2O6OD)2的磁场中子衍射研究

• 发表时间: 2019
• 作者: M. Hase;V. Yu. Pomjakushin;L. Keller;U. H.-A. Stuhr;and A. Doenni
• 通讯作者: and A. Doenni