希土類ホウ化物における四極子相互作用と幾何学的フラストレーションの競合

稀土硼化物四极相互作用与几何挫败之间的竞争

• 批准号: 06J08356
• 负责人: 道村 真司
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J08356/
• 关键词: 希土類ホウ化物; 中性子回折; フラストレーション; 磁化

平成18年度より,希土類四ホウ化物RB_4系の結晶構造から予想される磁気フラストレーションの影響に着目し,複数のRB_4(R=Gd,Tb,Tm,Er)に対して磁化,磁気抵抗,比熱などの物性測定を進めてきた.特にTmB_4はT_<N1>=11.7K以下で反強磁性秩序を示し,T^*=10.7K,T_<N2>=10.0Kで逐次相転移を示す.また,T_<N2>以下の磁化過程にはc軸方向,c面内に1/2M_sプラトーが存在するだけでなく,1/8M_s,1/3M_s,2/3M_s,3/4M_sの多くの分数プラトーが存在する.磁気的フラストレーションをもつ物質では,一般に磁化プラトーの多数出現する例が多くある.本年度は,TmB_4の単結晶磁場中中性子回折実験から,その分数磁化プラトーの出現機構を探り,プラトー出現に対する磁気的フラストレーションの寄与を調べた.回折実験より,零磁場下では,T<T_<N2>の秩序相(IV相)の磁気構造の波数ベクトルはk_4=[1,0,0]であり,T_<N2><T<T^*(III相)とT^*<T<T_<N1>(II相)の中間相ではそれぞれk_3=[0.8774,0,0]とk_2=[0.8774,0.031,0]であった.指数0.8774(〓1/8)は,磁気構造が結晶構造の約八倍の長周期であることを示す.また,磁場中において,c軸方向の分数磁化プラトーの現れる磁場領域では長周期磁気構造の形成を示す磁気反射が現れた.その周期は,結晶構造の8倍,もしくはその近傍の反位相長周期であり,零磁場下のII・III相で観測された周期とほぼ等しい.そのため,磁化プラトーの出現とII・III相の長周期磁気構造の形成原因は同じものと考えられる.前述のように,II・III相では,粉末中性子回折実験から長周期磁気反射ピークと共に磁気散漫散乱も観測している.磁気散漫散乱は磁気フラストレーションに起因すると考えられる為,TmB_4の長周期磁気構造の形成及び分数磁化プラトーの出現には磁気フラストレーションの寄与が考えられる.

In the 18th year of Heisei, the crystal structure of rare earth-like compounds RB_4 system was studied. The influence of magnetic field on the crystal structure of RB_4(R=Gd,Tb,Tm,Er) was discussed. In particular, TmB_4 shows <N1>antiferromagnetic order below T_ =11.7K,T_*= 10.7K, T_<N2>=10.0K shows successive phase shift. The <N2>magnetization process below T_exists in the c-axis direction and in the c-plane at 1/2M_s, 1/8M_s, 1/3M_s, 2/3M_s, 3/4M_s fractions. The magnetic field of the material, generally magnetization of the majority of cases. In this year, the occurrence mechanism of the fractional magnetization of TmB_4 in the single crystal magnetic field is explored, and the occurrence mechanism of the magnetic field is adjusted. The <N2>wave number of the magnetic structure of the order phase (IV phase) T&lt;T_(III phase) <N2>T^*&lt;T_ (II phase) T^*&lt;T_<N1>(II phase) K_(3)=[0.8774,0,0] K_(2)=[0.8774,0.031,0] K_(3)=[0.8774,0.031,0] K_(3) K_(3)=[0 The index is 0.8774(1/8), and the magnetic structure is about eight times longer than the crystalline structure. In the magnetic field, fractional magnetization in the c-axis direction appears. In the magnetic field domain, long-period magnetic structures appear. The period of the crystal structure is 8 times, the period of the crystal structure is 8 times, the period of the crystal structure is 8 times, and the period of the crystal structure is 8 times. The reasons for the formation of long-period magnetic structures in phase II and III are the same. The phase II and III are opposite to the phase II and III, and the powder is neutral and has a long period of magnetic reflection and magnetic dispersion. The causes of magnetic dispersion and dispersion are discussed in this paper. The formation of long period magnetic structure of TmB_4 and the occurrence of fractional magnetization are discussed in this paper.

项目成果

Highly anisotropic magnetic phase diagram of a 2-dimensional orthogonal dimer system TmB4

• DOI: 10.1016/j.jmmm.2006.10.476
• 发表时间: 2007-03-01
• 期刊: JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
• 影响因子: 2.7
• 作者: Iga, F.;Shigekawa, A.;Kindo, K.
• 通讯作者: Kindo, K.

Field-induced lattice distortion in single crystal ErB_4 observed by X-ray diffraction

X射线衍射观察单晶ErB_4场致晶格畸变

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Magn. Magn. Mater. 310
• 作者: S. Michimura;他
• 通讯作者: 他

Shastry-Sutherland格子系RB_4(R=Gd-Tm)の磁気フラストレーション効果

Shastry-Sutherland晶格系统RB_4的磁挫败效应(R=Gd-Tm)

• 发表时间: 2008
• 作者: 松見紀佳;川口佳大;広田陽祐;青井啓悟;J. Yamaguchi;吉澤正人;桑原慶太郎;武田健一;木村俊哉;五十嵐亮介;F.Iga;F.Iga;古林宏之;小林慶亮;松村武;国森敬介;近藤晃弘;伊賀文俊;山口淳一;福田賢二;道村真司
• 通讯作者: 道村真司

Magnetization process in GdB4

GdB4 磁化过程

• DOI: 10.1143/jpsj.76.024711
• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: A. Kikkawa;K. Katsumata;Y. Narumi;K. Suga;Tomoya Fukui;T. Sugaya;K. Kindo;F. Iga;S. Michimura
• 通讯作者: S. Michimura

Multistep magnetization plateaus in the Shastry-Sutherland system TbB4.

• DOI: 10.1103/physrevlett.101.087202
• 发表时间: 2008-08
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: S. Yoshii;T. Yamamoto;M. Hagiwara;S. Michimura;A. Shigekawa;F. Iga;T. Takabatake;K. Kindo