準局在電子系の強磁性体におけるスピン揺動の動的研究

准局域电子系统铁磁体自旋涨落的动力学研究

基本信息

批准号：
62540223
负责人：
山田和芳
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究推行の為以下の3つの装置を製作しいづれも成功した. 中性子非弾性散乱を高温に於て一定温度で制御し乍ら実験できる高温イメージ炉を作製し, 到達温度約2分間で1000°Cに到達できた. その後0.1°以内で制御が出来た. CoS_2単結晶作製の為電気炉及び塩素ガス封入装置を製作し, 既にCoS_2単結晶が育成できました. 帯磁率測定の為に磁気天秤を整備したが低温測定の為にHeクライオスタットを製作した. 1lの液体ヘリウムで約3時間の測定が可能となった. 研究成果はMnPの高温における常磁性散乱を観測し, 低温のスピン波で既にみつけられている異方性が常磁性スピン動特性にも見られる. 例えば常磁性状態でのスピンの揺動を決めるエネルギー巾のQ(モーメンタム)依存性は結晶の方向に依って著しく異なる. このような新しい現象は他の立方構造をとる強磁性体にはない. 低温におけるスピン波の分散曲線がMnPのバンド構造をよく反映しているとすると, 同様の異性が高温迄残って常磁性のスピン揺動を決めているという実験事実ではなかろうか. この点を追求する為にもう一つの準局在系結晶のCoS_2の常磁性散乱を測定しようと計画し, 単結晶を育成している. 育成法は種々試みた結果, 従来行われた化学反応を利用する方法が最も現実的であることがわかったが, この方法は大変な時間がかかる. 現在でも育成中であるが5mmΦの球状の試料を得るのに約2ケ月位必要となる. その間に高温超伝導の研究を行い, その超伝導体の母結晶となるLa_2CuO_4の単結晶で2次元スピン相関を見つけることが出来たなど, 多くの成果が得られた. その内で特筆すべきことは, この結晶のネール点がちょっとした酸素の欠損量で約200°も変化することで, この原因として酸素の微かな量の変化が結晶歪を与え, この歪が反強磁性秩序を支える相互作用と異方性を制御していることをつきとめた.

在这项研究中，我们成功地制造了以下三个设备。我们已经产生了高温图像炉，使我们能够在高温下在恒温下控制中子非弹性散射，并且在大约2分钟内可以达到1000°C。之后，我们可以控制0.1°内的温度。为了制备COS_2单晶，制造了电炉和氯气封装装置，并且已经生长了COS_2单晶。制备了用于测量磁化率的磁平衡，但是为低温测量而制造了HE低温恒温器。可以用1 L液氦测量大约3小时。研究结果表明，观察到MNP高温下的顺磁散射，并且在顺磁性自旋动力学中也可以看到低温自旋波中已经发现的各向异性。例如，根据晶体的方向，确定旋转状态下旋转的能量宽度Q（动量）的依赖性显着差异。这种新现象在具有其他立方结构的铁磁体中不存在。如果在低温下自旋波的分散曲线反映了MNP的带状结构，则可能是一个实验性的事实，即相似的异构体一直保持直到高温以确定顺磁性自旋振动为止。为了追求这一点，我们计划测量另一个半自定位晶体COS_2的顺磁散射，并生长出单个晶体。已经对种植常规化学反应的方法进行了各种尝试，这种方法需要很长时间。尽管它仍在生长，但有必要获得5mmφ的球形样本。在此期间，我们对高温超导性进行了研究。获得了许多结果，例如在超导体的母晶La_2cuo_4的单晶中发现了2D自旋相关。其中，值得注意的是，该晶体的NAIR点随少量缺氧而变化约200°，原因是氧气量的略有变化会产生晶体应变，而这种应变控制了相互作用和各向异性支持抗磁磁性的。