三角格子反強磁性体におけるボンドランダムネス効果の解明

三角晶格反铁磁体中键随机效应的阐明

• 批准号: 20J12289
• 负责人: 渡邊 正理
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12289/
• 关键词: 磁性; ボンドランダムネス; フラストレーション; 量子スピン系; 量子スピン液体; 強相関電子系; 物性実験; 量子相

本研究の目的は，交換相互作用の非一様性(ボンドランダムネス)の制御が容易なランダムボンド三角格子反強磁性体のモデル物質の合成法を確立し，ボンドランダムネスが三角格子反強磁性体の基底状態と磁気励起に及ぼす効果を実験的に解明することである．2021年度はまず，(1)S=1/2ランダムボンド三角格子反強磁性体Ba2La2Co(Te1-xWx)2O12 (BLCTW)の低温比熱と低温磁化率の再解析を行った．さらに，比較対象として(2) S=1/2正方格子ランダムJ1-J2ハイゼンベルク反強磁性体SrLaCuSb1-xNbxO6 (SLCSN)と(3) S=1/2 面心立方格子(FCC)ランダムボンド反強磁性体Sr2CoTe1-xWxO6 (SCTW)の低温磁性の解明に取り組んだ．最低温度0.35 Kまでの温度範囲で測定したBLCTWのゼロ磁場磁気比熱Cはべき乗則により再現された．また，最低温度1.8 Kまでの温度範囲で測定したBLCTWの磁化率χも比熱と同様にべき乗則により再現された．さらにC/T∝T^(-γ)，χ∝T^(-γ)で表されるスケーリング則が成立することが明らかとなった．一方でSLCSNの低温磁気比熱は，べき乗則に従う比熱と弱く結合したスピンダイマーが呈するショットキー比熱の2つの成分によって再現された．BLCTWとSLCSNではともに，ボンドランダムネスによって磁気秩序は抑制された．しかし，それらの基底状態は異なる非磁性量子状態であると示唆された．S=1/2 FCC格子ランダムボンド反強磁性体SCTWでは，ボンドランダムネスによって長距離磁気秩序は抑制され短距離秩序が生じることが比熱，磁化，muSR測定によって明らかとなった．2.5 Kで測定したSr2CoTe0.5W0.5O6の粉末中性子回折スペクトルには磁気散漫散乱が観測され，短距離秩序が生じていると示唆された．

本研究的目的是建立一种随机键三角晶格反铁磁材料模型材料的合成方法，其中交换相互作用的不均匀性（键随机性）可以很容易地控制，并以实验阐明基态磁性材料及其对磁激励的影响。 2021年，我们首次重新分析了（1）S=1/2随机键三角晶格反铁磁材料Ba2La2Co(Te1-xWx)2O12（BLCTW）的低温比热和低温磁化率。此外，作为比较目标，我们研究了（2）S=1/2方晶格随机J1-J2海森堡反铁磁体SrLaCuSb1-xNbxO6（SLCSN）和（3）S=1/2面心立方晶格（FCC）随机键反铁磁体阐明磁性材料 Sr2CoTe1-xWxO6 (SCTW) 的低温磁性。通过幂律再现了在最低温度 0.35 K 的温度范围内测量的 BLCTW 的零场磁比热 C。此外，BLCTW在最低温度1.8 K的温度范围内测量的磁化率χ也通过类似于比热的幂律再现。此外，很明显，由 C/T∝T^(-γ) 和 χ∝T^(-γ) 表示的比例定律成立。另一方面，SLCSN的低温磁比热由两个分量再现：弱耦合自旋二聚体表现出的幂律比热和肖特基比热。在 BLCTW 和 SLCSN 中，磁序都受到键随机性的抑制。然而，有人认为它们的基态是不同的非磁性量子态。比热、磁化强度和 muSR 测量表明，在 S=1/2 FCC 晶格随机键反铁磁 SCTW 中，键随机性抑制长程磁有序并产生短程有序。在 2.5 K 测量的 Sr2CoTe0.5W0.5O6 粉末中子衍射谱中观察到磁漫散射，表明发生了短程有序。

项目成果

スピン1/2フラストレート量子反強磁性体におけるボンドランダムネスの効果

自旋 1/2 受挫量子反铁磁体中键随机性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 澤燦道，宮島延吉;武藤潤;長濱裕幸;渡邊正理，栗田伸之，児島佑樹，齋藤睦己，伊藤孝，髭本亘，中村惇平，幸田章宏，田中秀数
• 通讯作者: 渡邊正理，栗田伸之，児島佑樹，齋藤睦己，伊藤孝，髭本亘，中村惇平，幸田章宏，田中秀数

Heavy-fermion metallic state and Mott transition induced by Li-ion intercalation in LiV2O4 epitaxial films

LiV2O4 外延膜中锂离子嵌入引起的重费米子金属态和莫特跃迁

• DOI: 10.1103/physrevb.104.245104
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yajima Tatsuya;Soma Takuto;Yoshimatsu Kohei;Kurita Nobuyuki;Watanabe Masari;Ohtomo Akira
• 通讯作者: Ohtomo Akira

Contrasting magnetic structures in SrLaCuSbO6 and SrLaCuNbO6: spin-1/2 square-lattice J1－J2 Heisenberg antiferromagnets

SrLaCuSbO6 和 SrLaCuNbO6 的磁性结构对比：自旋 1/2 方晶格 J1－J2 海森堡反铁磁体

• DOI: 10.1103/physrevb.105.054414
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: M. Watanabe;N. Kurita;H. Tanaka;W. Ueno;K. Matsui;T. Goto and M. Hagihala
• 通讯作者: T. Goto and M. Hagihala

スピン1/2面心立方格子ランダムボンド反強磁性体Sr2CoTe1-xWxO6の低温量子磁性

自旋低温量子磁性1/2面心立方晶格随机键反铁磁体Sr2CoTe1-xWxO6

• 发表时间: 2021
• 作者: 齋藤睦己，高岸龍之介，栗田伸之，渡邊正理，野村竜司，福元好志，池内和彦，梶本亮一，田中秀数;渡邊正理，高橋佳歩，宮田侑，栗田伸之，伊藤孝，髭本亘，田中秀数
• 通讯作者: 渡邊正理，高橋佳歩，宮田侑，栗田伸之，伊藤孝，髭本亘，田中秀数

μSR法によるスピン1/2ランダムボンド三角格子反強磁性体Ba2La2Co(Te1-xWx)2O12の磁気基底状態の研究

μSR法研究自旋1/2随机键三角晶格反铁磁体Ba2La2Co(Te1-xWx)2O12的磁基态

• 发表时间: 2020
• 作者: A. Yamaguchi;H. Tajiri;A Kumashita;J. Usami;Y. Yamane;A. Sumiyama;M. Suzuki;T. Minoguchi;Y. Sakurai;H. Fukuyama;建部良平;九島佳織;渡邊正理，児島佑樹，栗田伸之，伊藤孝，髭本亘，中村惇平，幸田章宏，田中秀数
• 通讯作者: 渡邊正理，児島佑樹，栗田伸之，伊藤孝，髭本亘，中村惇平，幸田章宏，田中秀数