磁場誘起メタ磁性転移に見られるフラクタル現象の解明

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これまでに、試料作成の準備段階において、Mnの仕込み量と熱処理条件を変えて作成した6種類のGd_<0.925>La_<0.075>Mn_2Ge_2の単結晶試料の磁化測定の結果、メタ磁性転移の際の磁化過程が多段階のフラクタル様の物とそうでない物の発生条件が、試料作成条件と全く符合していない事を報告した。今年度は、引き続き、Gd_<0.925>La_<0.075>Mn_2Ge_2単結晶の磁化測定とSmMn_2Ge_2の単結晶を用いた研究を行った。これらの2つの化合物において、Mn部分格子の磁気的な振舞は酷似しており、どちらもリエントラントな磁性を示す事が分かっている。つまり、温度に対して、Mn間の交換結合が強磁性-反強磁性-強磁性という転移を示す。しかしながら、本研究では、SmMn_2Ge_2において、フラクタル様な多段階のメタ磁性転移を見出すことはなく、Gd_<0.925>La_<0.075>Mn_2Ge_2の場合とは対照的な結果となった。Gd_<0.925>La_<0.075>Mn_2Ge_2について、さらに詳細な調査を行った結果、フラクタル様なメタ磁性が発現する試料では、粉末X線回折プロファイルの(110)面反射において、若干ながらブロードニングが見られた。((110)面反射から、Mn間の交換結合を決定しているc面内のMn原子間距離を直接評価することができる。)つまり、GdとLaの不均一性に寄る結晶の不整合性が存在する試料においてメタ磁性が多段階状に発生することが判明した。ちなみに、(110)面反射のブロードニングは試料の作成条件に符合しておらず、偶発的に発生するようである。