強磁場顕微分光測定によるスピングラス転移メカニズムの解明

前年度までの研究から，スピングラス磁性体NixMn1-xTiO3（x = 0.40）に互いに直交する電場および磁場を印加した状態で常磁性相からスピングラス相へ冷却を行った後に吸収スペクトルを測定することで，方向二色性が発現することが確認された．当該年度は，この物質の方向二色性について詳細に調べ，これがトロイダルモーメントが起源となる新しい機構によって生じていること，さらにはこれまで明らかになっていないスピングラス状態における局所的なスピン構造を初めて明らかにした．10μm程度まで薄片化し，銀電極を取り付けた単結晶試料において，互いに直交する14Tの磁場と200Vの直流電圧を印加した状態で電磁場冷却を行うことで，可視領域において最大で0.8%の方向二色性が観測された．さらに，電磁場冷却後に外部静電場と磁場を完全に零として測定を行った場合においても，同様の方向二色性が観測することに成功した．従来，方向二色性は電気分極Pと磁化Mの直交する成分P×Mが有限な場合でのみ発現することが知られていたが，本結果はP×M=0の条件下で方向二色性が観測された初めての例であり，これがスピンの渦巻き状の構造が生むトロイダルモーメントが起源となって現れていることを実証した．また，方向二色性の偏光依存性を測定したところ，無偏光においても方向二色性が観測され，僅かに方向二色性の強さに偏光依存が存在することを明らかにした．ここから，これまで明らかになっていなかった本物質のスピングラス状態が，トロイダルモーメントを生むスピンの渦巻き状のテクスチャーに，磁気四極子の成分が重畳したような局所構造を取っていることを明らかにした．本研究によって，光物性，電気磁気効果，およびスピングラス物質のそれぞれに新しい知見を与える重要な成果が得られた．

前年度までの研究から，スピングラス磁性体NixMn1-xTiO3（x = 0.40）に互いに直交する電場および磁場を印加した状態で常磁性相からスピングラス相へ冷却を行った後に吸収スペクトルを測定することで，方向二色性が発現することが確認された．当該年度は，この物質の方向二色性について詳細に調べ，これがトロイダルモーメントが起源となる新しい機構によって生じていること，さらにはこれまで明らかになっていないスピングラス状態における局所的なスピン構造を初めて明らかにした．10μm程度まで薄片化し，銀電極を取り付けた単結晶試料において，互いに直交する14Tの磁場と200Vの直流電圧を印加した状態で電磁場冷却を行うことで，可視領域において最大で0.8%の方向二色性が観測された．さらに，電磁場冷却後に外部静電場と磁場を完全に零として測定を行った場合においても，同様の方向二色性が観測することに成功した．従来，方向二色性は電気分極Pと磁化Mの直交する成分P×Mが有限な場合でのみ発現することが知られていたが，本結果はP×M=0の条件下で方向二色性が観測された初めての例であり，これがスピンの渦巻き状の構造が生むトロイダルモーメントが起源となって現れていることを実証した．また，方向二色性の偏光依存性を測定したところ，無偏光においても方向二色性が観測され，僅かに方向二色性の強さに偏光依存が存在することを明らかにした．ここから，これまで明らかになっていなかった本物質のスピングラス状態が，トロイダルモーメントを生むスピンの渦巻き状のテクスチャーに，磁気四極子の成分が重畳したような局所構造を取っていることを明らかにした．本研究によって，光物性，電気磁気効果，およびスピングラス物質のそれぞれに新しい知見を与える重要な成果が得られた．