ヘリウム3温度における低次元磁性体のESR

低维磁性材料在氦 3 温度下的 ESR

基本信息

批准号：
08740262
负责人：
野尻浩之
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740262/
关键词：
ESR 遠赤外分光量子スピン系 CuGeO_3 不純物効果低次元磁性体

项目摘要

低次元磁性体の研究においてESRは大変有用な手段であるが、ヘリウム3温度での測定はこれまでほとんどなかった。本研究では、THzのサブミリ波領域ならびに40Tの強磁場をカバーし、かつヘリウム3温度で使用可能な装置を製作し研究を行った。具体的にはスピンパイエルス物質CuGeO_3にSiを04-2%ドープした系について初めて反強磁性共鳴を測定し、格子系の乱れによりスピンパイエルス転移が抑制されて、新しく形成される3次元の磁気秩序をESRにより研究した。特に低濃度の試料では磁気転移点が1K以下であり、今回開発した装置がその研究に必要不可欠であった。ESRの研究により、低温で出現する磁気秩序は系全体がコヒーレンスを持った新しい相であり、不純物の濃度分布により出来た相分離ではないことが結論された。また磁場温度相図において、従来見つけられていなかった新しい相を発見した。この事より、低温の新しい相を理解するためには、強磁場中で現れる非整合相のように単純な周期性をもった磁気秩序状態ではなく、より高次の秩序変数を考えなければならない事を示唆した。また、不純物をいれないCuGeO_3の強磁場中の磁気相についてサブミリ波ESR測定を行い、磁気相に固有の新しいモードを強磁場まで測定した。このモードの線幅の温度変化の測定より、これは鎖間方向にも強く結合した3次元的モードであり、磁気相のモデルとしてはスピンソリトン描像よりも非整合相の描像のほうが適していることを明らかにした。

尽管ESR是研究低维磁体的非常有用的工具，但在3温度下很少测量它。在这项研究中，我们制造并研究了一种覆盖THZ的亚毫米波区域和40T的强磁场的设备，并可以在3温度下使用。具体而言，首次测量了一个针对SI掺杂在Spin-Peier的材料Cugeo_3中的SI的抗磁共振共振，并以04-2％的速度掺杂，并通过ESR研究了新形成的三维磁性。特别是，对于低浓度样品，磁过渡点低于1K，而这次开发的设备对于这项研究至关重要。 ESR研究得出的结论是，在低温下出现的磁顺序是整个系统中具有连贯性的新阶段，而不是由杂质的浓度分布形成的相分离。另外，在磁场温度相图中尚未发现一个新相。这表明，为了在低温下了解新阶段，我们必须考虑具有简单周期性的磁性变量，而不是磁性阶的状态，例如出现在强磁场中的不一致阶段。此外，在Cugeo_3的强磁场上，在磁相的磁相上进行了亚毫米波ESR测量，该磁场不包含杂质，并测量了磁相固有的新模式，直至强到强磁场。测量该模式的线路宽度的温度变化表明，这是一种三维模式，在链链方向上强烈耦合，作为磁相的模型，不一致相位的图像比旋转孤子图像更合适。