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層状遷移金属酸化物におけるスピン・電荷・軌道秩序

层状过渡金属氧化物中的自旋、电荷和轨道顺序

基本信息

批准号：
01J06165
负责人：
石坂香子
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で対象とした層状ニッケル酸化物は母物質において反強磁性絶縁体であり、ホールドーピングにより反強磁性的スピンドメインとホール(ドメインウォール)がホール濃度xの逆数の周期で縞状に並ぶ(変調波数〜x)スピン・電荷ストライプ秩序を示すことでよく知られている。また、この系におけるストライプ秩序はx=1/3において非常に安定であり、様々な物性において特異的振る舞いが観測されている。本年度は、高波数分解能を持つ放射光X線回折実験を用いてx=1/3近傍のストライプ秩序形成過程を詳細に調べると同時に、抵抗や比熱、磁化などの基礎物性を測定し、その関連を調べた。1)1/3近傍でホール濃度をずらした系では、ストライプ周期が温度に対して変化する整合・不整合クロスオーバーが観測される。ストライプの変調波数は低温では従来理論的に示唆される通りほぼXに等しいが、温度上昇に伴い1/3に近づく。このような温度変化によるクロスオーバーは、ハーフ・フィルド(half-filled)なストライプである基底状態に、有限エネルギーでドープされる電子、ホールを考慮したモデルにより定性的に説明できる。また、そのクロスオーバー的振る舞いはx<1/3側で顕著に観測されるものの、x>1/3側では非常に小さい。これは電子のみが励起されやすいことを示唆している。2)以上、整合・非整合クロスオーバーの際には、余剰キャリア(電子)が励起されることになる。上のモデルではその余剰キャリアによって生じる電荷自由度エントロピー項を計算することにより、変調波数の温度変化を算出した。実際にこの系で比熱測定を行った結果、モデルで見積もられる計算値と半定量的に一致する異常エントロピー成分が転移温度以下で観測された。また、転移温度近傍の比熱、抵抗、磁化率に見られるピークは、x<1/3では転移温度直下の余剰キャリアの存在によりなまっており、臨界現象のx=1/3に関する非対称性として観測される。

In this study, the layered acid compound is an antiferromagnetic insulator in the parent substance. The antiferromagnetic insulator is a mixture of the concentration x and the inverse number of the period (the number of modulation waves ~ x). The charge is a mixture of the two. In this case, the system is very stable, and the physical properties are very specific. This year, we will continue to study the application of high wave number decomposition energy in radiation X-ray reflection. We will also study the formation process of the near-field order in detail. At the same time, we will study the basic physical properties of resistance, specific heat and magnetization. 1)1/3 near the concentration of the sample is measured in the temperature range of the sample, and the sample is measured in the temperature range of the sample. The number of modulated waves is 1/3 of the temperature rise, and the temperature rise is 1/3 of the temperature rise. The temperature changes in the substrate state, the finite life cycle, the electron, and the property are taken into account. For example, if x<1/3, x> 1/3, x> 1/3, x>1/3, This is the first time I've ever seen an electronic device. 2)The above, integration, non-integration, and integration are not the same. The number of charges and the temperature of the modulated wave are calculated. In practice, the specific heat measurement results, the total heat measurement results, the semi-quantitative heat measurement results, and the abnormal heat measurement results. Specific heat, resistivity, magnetic susceptibility near shift temperature, x<1/3 shift temperature, residual temperature, existence of critical phenomenon, x=1/3 shift temperature, asymmetric measurement