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パイロクロア格子状のスピン液体状態と非従来型異常ホール効果

烧绿石晶格自旋液态与非常规反常霍尔效应

基本信息

批准号：
19014006
负责人：
中辻知
金额：
$ 4.8万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、フラストレーションによる異常な磁気伝導効果、あるいは、新しい相転移の可能性に注目して研究を行ってきた。その結果、パイロクロア型金属磁性体Pr_2Ir_2O_7の2K以下のスピン液体状態において、ホール抵抗が温度・磁場を関数として大きな履歴現象を示すことを見出した。この2K以下の低温状態では、パイロクロ格子上の[111] 異方性を持つ4fモーメント聞に、RKKY相互作用による強磁性相関が働くことで、スピンアイス的な状態が形成されると考えられる。ただし、0.2K以上では常磁性状態であることから、観測された大きなホール抵抗のヒステレシスは、4fモーメントがカイラリティなどの高次の自由度を使って時間反転対称性を破った状態を形成することを示唆する。μSRの測定からはPrモーメントが低温0.1Kまで熱的揺らぎを伴いスピン液体状態にあることが考えられる。一方、幾何学的フラストレーションをコントロールする方法として, さまざまな条件下でのPr_2Ir_2O_7の合成を行い, IrサイトにPrを置換することに成功した。これは得られたサンプルの単位胞の体積が増大していることから確認され, 化学的圧力と物理的圧力はいずれも高圧になるに従い電気抵抗の極小を与える温度が上昇するという整合性の取れた傾向を示した。さらに, Pr置換を行ったサンプルで低温において磁気転移を誘起することに成功した。これはPrイオン間に新たな相互作用が入ったためにフラストレーションが弱まったことに起因する可能性がある。最後に、我々の開発した2次元モット転移系のモット転移近傍の系Ca_<1.8>Sr_<0.2>RuO_4において、重い電子状態が軌道に依存した形で現れることを、角度分解型光電子分光(ARPES)を用いた測定から明らかにした。

We are studying the possibility of abnormal magnetic conduction, phase change and phase change in the future. As a result, it is shown that the temperature and magnetic field are related to the resistance of the metal magnetic material Pr_2Ir_2O_7 in the liquid state below 2K, and the phenomenon of large fluctuations is demonstrated. The low temperature state below 2K is formed by the anisotropy on the lattice and the ferromagnetic correlation between the RKKY interaction. For example, if the temperature is above 0.2K, the temperature of the magnetic field is below 0.2K, and the temperature of the magnetic field is above 0.2K, the temperature of the magnetic field is below 0.2K. Measurement of μSR: Low temperature 0.1K: Hot temperature 0.1K: Liquid temperature 0.1K: The synthesis of Pr_2Ir_2O_7 under the condition of square and geometric geometry is successful. The volume of a single cell increases due to chemical pressure and physical pressure, and the electrical resistance decreases due to temperature increase. In this paper, Pr substitution is successfully carried out at low temperature. The possibility of a new interaction between the two groups was discussed. Finally, our development of a two-dimensional monoblock system in which the heavy electron state is dependent on the orbit in the nearby system Ca_<1.8>Sr_<0.2>RuO_4 has become apparent, and it has become clear that angular resolution photoelectron spectroscopy (ARPES) has been used for measurement.