二次元遷移金属反強磁性体のドープ効果の研究

二次元遷移金属反強磁性体La_2MO_4系の磁性に及ぼすホールドープの効果を調べるため、酸素ドープしたLa_2NiO_<4+δ>、特に、磁気相関がコメンシュレートな領域でもっとも過剰酸素量の大きいδ=0.11相とインコメンシュレートな領域のδ=0.125相の単結晶試料ついて中性子散乱実験を行ってきた。δ=0.11相では、ΔE<15meVの低エネルギー領域で、二つのギャップを持つ明瞭な二次元スピン波を観測し、見積られるJは二次元スピン相関距離の測定結果と整合する。一方、これより高いエネルギー領域では、シグナルが一旦消失した後、再び励起が現われる。ここでの励起は大きなスピン波速度を持ち、あたかもドープされていない系のスピン波が再現されたようである。ホールが局在するこの系のスピン波は、系全体に及ぼされるドープの効果がよく反映された低いエネルギーの成分と、あまりその効果を受けない高いエネルギーの成分が混在していると考えられる。δ=0.125相については、散乱強度の問題などで、現在までのところ、長波長成分はやはりインコメンシュレートな位置にゾーン中心を持ち、少なくとも一つのエネルギーギャップは2meV以下であることまでを明らかにしたにとどまる。δ=0.11相の類推から、複数のスピン波の成分を持ち、高い励起ではその分散がコメンシュレートになる可能性があり、確認が急がれる。この他、過剰酸素秩序による長周期反射の位置や、電荷秩序と磁気秩序の現れる温度等について、他のグループの報告との不一致が見いだされ、散乱強度の計算やモデルの妥当性の検討を含めて考察中である。また、Srドープした(La,Sr)_2NiO_4について研究し酸素ドープ系と比較することが研究の最終目的到達に不可欠であったが、今回は、試料準備が間に合わず、実験を行うことができなかった。過剰酸素ドープ系での残された課題の解決と共に、この系についての実験が今後の研究の優先課題である。

二次元遷移金属反強磁性体La_2MO_4系の磁性に及ぼすホールドープの効果を調べるため、酸素ドープしたLa_2NiO_<4+δ>、特に、磁気相関がコメンシュレートな領域でもっとも過剰酸素量の大きいδ=0.11相とインコメンシュレートな領域のδ=0.125相の単結晶試料ついて中性子散乱実験を行ってきた。δ=0.11相では、ΔE<15meVの低エネルギー領域で、二つのギャップを持つ明瞭な二次元スピン波を観測し、見積られるJは二次元スピン相関距離の測定結果と整合する。一方、これより高いエネルギー領域では、シグナルが一旦消失した後、再び励起が現われる。ここでの励起は大きなスピン波速度を持ち、あたかもドープされていない系のスピン波が再現されたようである。ホールが局在するこの系のスピン波は、系全体に及ぼされるドープの効果がよく反映された低いエネルギーの成分と、あまりその効果を受けない高いエネルギーの成分が混在していると考えられる。δ=0.125相については、散乱強度の問題などで、現在までのところ、長波長成分はやはりインコメンシュレートな位置にゾーン中心を持ち、少なくとも一つのエネルギーギャップは2meV以下であることまでを明らかにしたにとどまる。δ=0.11相の類推から、複数のスピン波の成分を持ち、高い励起ではその分散がコメンシュレートになる可能性があり、確認が急がれる。この他、過剰酸素秩序による長周期反射の位置や、電荷秩序と磁気秩序の現れる温度等について、他のグループの報告との不一致が見いだされ、散乱強度の計算やモデルの妥当性の検討を含めて考察中である。また、Srドープした(La,Sr)_2NiO_4について研究し酸素ドープ系と比較することが研究の最終目的到達に不可欠であったが、今回は、試料準備が間に合わず、実験を行うことができなかった。過剰酸素ドープ系での残された課題の解決と共に、この系についての実験が今後の研究の優先課題である。