三角格子導電性酸化物における反強磁性秩序とカイラリティ秩序

三角晶格导电氧化物中的反铁磁序和手性序

• 批准号: 09J00973
• 负责人: 高津 浩
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00973/
• 关键词: PdCrO_2; 非従来型異常ホール効果; 二次元三角格子磁性体; 単結晶育成; 幾何学的フラストレーション; フラストレート磁性金属; フラックス法

1.二次元三角格子磁性体PdCrO2の単結晶育成方法の確立これまでPdCrO2の単結晶の育成報告は一例もなかったが、約1年間にわたる試行錯誤の結果、フラックス法を用いることで単結晶が育成できることを見出した。更に、育成環境の最適化を行い、おそらく初めてPdCrO2の単結晶育成方法の確立に成功した。この結果は磁化率や電気抵抗率の本質的物性の解明に繋がっただけでなく、以下で詳しく述べるように二次元三角格子磁性体で初めて非従来型の異常ホール効果を発見する礎となった。2.PdCrO2における非従来型異常ホール効果の発見育成したPdCrO2の単結晶を用いて、磁場を[001]方向に印加し、電流を[110]方向に流した時のホール抵抗の磁場・温度依存性を調べた。その結果、局在Crスピンが120度構造に反強磁性秩序化するTN=37.5Kより低温のT*=20Kから、ホール抵抗の磁場依存性に従来のホール効果では説明できない非線形性を見出した。更に、T*では磁化率や比熱にも異常があることや、同構造で同価数・非磁性のPdCoO2のホール効果には40K以下の低温で非線形性が現れないことを明らかにした。これらの結果より、PdCrO2のT*以下のホール効果がスピン構造の変化と密接に関係する可能性を浮き彫りにした。これは近年フラストレート磁性金属のホール効果で注目されている「スピン配置の幾何学性」を起源とする新奇なホール効果と関係する可能性がある。これまで二次元三角格子系では、理論的にはマクロにそのようなホール効果は出現しないことが指摘されてきたが、実験的には適当なモデル物質がなかった為、明らかにされてこなかった。従って、本研究によりモデル物質PdCrO2を探し出し、初めて実験的にホール効果を検証した点は重要である。特に、単純な場合の理論予測とは異なり、明確な非従来型の異常ホール効果を見出した点は意義が深い。二次元三角格子は幾何学的フラストレート格子の中でも最も基本的な構造を持つ為、本成果は今後フラストレート磁性金属の磁性と導電性の相関を研究する上でも重要な情報を提供することが期待される。

1. A report on the cultivation of single crystals of PdCrO2, a two-dimensional triangular lattice magnetic material, was made in about one year. In addition, the optimization of the breeding environment has been carried out, and the establishment of a single crystallization breeding method for PdCrO2 has been successful. The results show that the magnetic susceptibility and resistivity of the physical properties of the nature of the solution, the following details of the solution, the first two dimensional triangular lattice magnetic materials, non-magnetic type of abnormal properties of the basis for the discovery. 2. PdCrO2 crystal structure is characterized by its magnetic field and temperature dependence. As a result, antiferromagnetic ordering at 120 ° C was observed at TN= 37.5 K, T*=20K at low temperatures, and magnetic field dependence of resistance was observed. In addition, the magnetic susceptibility of PdCoO2 is different from that of PdCoO2 at low temperatures below 40K. The results of this study are as follows: 1. The relationship between PdCrO2 and the structure of PdCrO2 is closely related to PdCrO2. In recent years, the possibility of the origin and effect of magnetic metals has been discussed. This is a two-dimensional triangular lattice system. It is a theoretical system. In this study, PdCrO2 was detected and proved to be an important substance. In particular, the theoretical prediction of pure cases is different, and the abnormal results of non-pure cases are obvious. The results of this study provide important information for future research on the correlation between magnetic properties and electrical conductivity of magnetic metals.

项目成果

導電性三角格子磁性体PdCrO_2の異常ホール効果

导电三角晶格磁性材料PdCrO_2的反常霍尔效应

• 发表时间: 2009
• 作者: 高津浩;米澤進吾;前野悦輝
• 通讯作者: 前野悦輝