サイクロトロン共鳴による強相関電子系物質の研究

利用回旋共振研究强相关电子材料

基本信息

批准号：
12740198
负责人：
小山佳一
金额：
$ 1.54万
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本科学研究補助金によって、東北大学金属材料研究所磁気物理学研究部門所属のベクトルネットワークアナライザーおよび金属材料研究所付属強磁場超伝導材料センター既設の超伝導マグネットを用いた電子スピン共鳴装置兼サイクロトロン共鳴装置を、^3He-冷凍機を用いて温度0.5Kから300Kでの高感度サイクロトロン共鳴装置に改良、さらに^3He-^4He希釈冷凍機を用いて160mKの極低温実験にも成功した。この装置により、良伝導性の強相関電子系物質を含む希土類化合物を中心に研究を進めた結果、1)磁気共鳴による少数キャリヤー系物質Gdモノプニクタイドの磁気構造決定、2)サイクロトロン共鳴による少数キャリヤー系物質、希土類モノプニクタイドのサイクロトロン有効h質量の決定、3)磁気共鳴による少数キャリヤー系物質GdBiの超微細相互作用の観測、4)強磁場下磁気共鳴測定による遍歴電子磁性体CoS_2の緩和現象の観測、5)極低温160mKにおける低次元量子スピン系物質Cu-Benzoateの素励起の観測、さらに最近、重い電子系物質CeSbのサイクロトロン共鳴の観測や、LaSbでは磁気プラズマ状態におけるドップラーシフトサイクロトロン共鳴が観測された。また、これまでKohnの定理として知られてきた「サイクロトロン有効質量が量子振動測定から求めた有効質量よりも軽い」が、実際の物質では必ずしも当てはまらないことを見出すなど、極めて多くの成果が得られた。一方、本研究費で整備した強磁場・極低温・高感度電子スピン共鳴兼サイクロトロン共鳴装置は金属材料研究所付属強磁場超伝導材料研究センターに設置され、全国共同利用に開放している。本研究期間の2年間に、のべ10を超える他大学や他部局等が利用し、「低次元有機伝導物質のフェルミ面およびサイクロトロン有効質量の決定」など多くの成果を報告した。

通过这项科研经费，我们将使用属于东北大学材料研究所磁物理研究部的矢量网络分析仪，以及使用高场超导材料现有超导磁体的电子自旋共振装置和回旋加速器共振系统材料研究所附属中心将该装置改进为使用^3He-制冷机在0.5K至300K温度下的高灵敏度回旋共振装置，此外，使用^3He-^4He稀释制冷机，他们成功了。在 160mK 下进行低温实验。利用该装置，我们能够对含有导电性良好的强关联电子材料的稀土化合物进行研究。我们能够：1）通过磁共振确定少数载流子材料Gd单磷化物的磁结构；2）通过回旋共振确定少数载流子材料Gd一元化物的磁结构确定载流子材料、稀土一元化物的回旋加速器有效质量h，3)通过磁共振确定少数载流子材料GdBi的超细相； 4）通过强磁场下的磁共振测量观察了巡回电子磁体CoS_2中的弛豫现象；5）在160 mK的极低温度下观察了低维量子自旋材料Cu-Benzoate的基元激发；在电子材料CeSb中观察到了磁等离子体状态下的多普勒频移回旋共振，在LaSb中观察到了磁等离子体状态下的多普勒频移回旋共振。此外，还获得了许多结果，包括发现回旋加速器的有效质量比通过量子振荡测量确定的有效质量轻，这被称为科恩定理，但不一定适用于实际材料。同时，该科研经费研制的强磁场、低温、高灵敏电子自旋共振和回旋共振设备安装在材料研究所所属高磁场超导材料研究中心，并向公众开放使用全国。在两年的研究期间，其他十多所大学和部门使用了该系统，并报道了许多成果，包括“低维有机导电材料的费米面和回旋有效质量的测定”。