Universality and mechanism of magnetic boson peak in spin glasses

自旋玻璃中磁玻色子峰的普遍性和机制

基本信息

批准号：
21H01045
负责人：
古府麻衣子
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01045/
关键词：
スピングラス中性子散乱磁気励起局所磁気励起

项目摘要

スピングラスは、ランダムネスとフラストレーションを有する広範囲の磁性体に遍在する。複雑な磁気緩和挙動や履歴現象について多数報告がある一方、磁気励起に関する知見はほとんど得られていない。本研究の目的は、スピングラス状態に固有の素励起は存在するのか？その起源は何か？を明らかにすることである。我々は以前、磁性イオン液体と呼ばれる新奇機能性液体の構造ガラス上でスピングラスが発現すること、また、そのスピングラス状態で局所磁気励起が存在することを明らかにした。局所磁気励起はボーズ因子でスケールされ、構造ガラスで普遍的に見られる局所振動励起(ボゾンピーク)と共通点が多いことから、「磁気ボゾンピーク」と呼んでいる。R3年度は、この磁気ボゾンピークの普遍性を検証するため、古典系スピングラスの代表物質である、結晶性の希薄磁性合金Cu1-xMnxとアモルファス酸化物FeO-Al2O3-SiO2について調べた。J-PARC物質・生命科学実験施設のAMATERAS分光器を用いて中性子非弾性散乱測定を行ったところ、これらの物質でも、磁気ボゾンピークが存在することが明らかになった。原子配列の規則性によらず、磁気ボゾンピークが共通して見られたことは非常に興味深い。Cu1-xMnxはMn濃度(x)に応じて、スピングラス転移温度が大きく変化する。R4年度は、磁気励起スペクトルのMn濃度依存性を調べることにより、磁気ボゾンピークエネルギーとスピングラス転移温度の関係を明らかにする。

自旋玻璃在各种磁性材料中普遍存在，具有随机性和挫折性。尽管有许多关于复杂磁弛豫行为和磁滞现象的报道，但关于磁激励的知识却很少。这项研究的目的是找出自旋玻璃态特有的基元激发是否存在？它的起源是什么？目的是澄清。我们之前揭示了自旋玻璃发生在具有称为磁性离子液体的新型功能液体结构的玻璃上，并且自旋玻璃态存在局域磁激发。局部磁激励由玻色因子缩放，被称为“磁玻色子峰”，因为它与结构玻璃中常见的局部振动激励（玻色子峰）有很多共同点。在R3年，为了验证这个磁玻色子峰的普适性，我们研究了经典自旋玻璃的代表材料晶态稀磁合金Cu1-xMnx和非晶氧化物FeO-Al2O3-SiO2。使用 J-PARC 材料和生命科学实验设施的 AMATERAS 光谱仪进行的非弹性中子散射测量表明，这些材料也具有磁性玻色子峰。非常有趣的是，无论原子排列的规律性如何，磁性玻色子峰都经常被观察到。 Cu1-xMnx的自旋玻璃化转变温度根据Mn浓度(x)而发生较大变化。在第R4年，我们将通过研究磁激发光谱的Mn浓度依赖性来阐明磁玻色子峰值能量和自旋玻璃化转变温度之间的关系。