ブリルアン散乱による強磁性体のマグノン状態の研究ーMnPへの応用

布里渊散射研究铁磁材料磁振子态——在MnP中的应用

基本信息

批准号：
02804015
负责人：
吉原章
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02804015/
关键词：
ブリルアン散乱スピン波金属磁性体磁気相転移 MnP

项目摘要

光散乱による磁気相転移を研究するために不可欠な、温度・磁場可変型金属製液体ヘリウム用クライオスタットを完成させた。このクライオスタットの完成により、温度範囲10K〜300K、磁場範囲0〜4kOeでの実験が可能となった。既に完成済みの5パス型ブリルアン散乱装置と組み合わせて、金属磁性体単結晶MnPの強磁性スピン波エネルギ-ギャップ決定と強磁性/反強磁性多層膜(PtMnSb/CuMnSb)の55K磁気相転移研究を行った。MnPについては80Kから300Kまでの温度範囲で、ブリルアン散乱実験を行い、スピン波エネルギ-ギャップの温度変化を測定した。150K以下の温度領域でブリルアン散乱から求められたエネルギ-ギャップと中性子非弾性散乱や他の測定法から求められたギャップが良く一致することから、ブリルアン散乱が磁性体単結晶のスピン波測定手段として極めて有効であることを明らかにすることが出来た。今後、更に低温での測定を行い、フェロ/スクリュ-相転移(〜45K)に伴うスピン波の振舞いについて明らかにする予定である。PtMnSbは室温で強磁性であるが、CuMnSbは55Kで反強磁性相へ相転移する。従って、PtMnSb/CuMnSb多層膜は強磁性/常磁性多層膜から強磁性/反強磁性多層膜への磁気相転移を示す。PtMnSb層の厚さを10nmに固定し、CuMnSb層の厚さを1nmから100nmまで変えた多層膜について、反強磁性相転移がスピン波エネルギ-に及ぼす効果を研究した。CuMnSb膜厚5nmと10nmの試料について測定した結果、スピン波エネルギ-が反強磁性相で約6%増加することが分かった。CuMnSb層の厚い試料についての測定が現在進行中である。U_3P_4,Nd_2CuO_4,FeTiO_3等についての測定を準備している。

我们已经完成了用于金属液氦的可变温度/磁场低温恒温器，这对于研究光散射引起的磁相变至关重要。该低温恒温器的完成，使得在10K～300K温度范围、0～4kOe磁场范围内进行实验成为可能。结合已完成的5道布里渊散射装置，测定磁性金属单晶MnP的铁磁自旋波能隙，研究铁磁/反铁磁多层薄膜（PtMnSb/CuMnSb）的55K磁相变。。对于MnP，在80K到300K的温度范围内进行布里渊散射实验，测量自旋波能隙的温度变化。由于在低于150K的温度范围内由布里渊散射确定的能隙与由非弹性中子散射和其他测量方法确定的能隙非常吻合，因此布里渊散射被认为是测量磁性单晶中自旋波的方法。这个方法非常有效。将来，我们计划在更低的温度下进行测量，以阐明与铁/螺杆相变（~45K）相关的自旋波的行为。 PtMnSb 在室温下呈铁磁性，但 CuMnSb 在 55K 时会发生相变至反铁磁性相。因此，PtMnSb/CuMnSb多层表现出从铁磁/顺磁多层到铁磁/反铁磁多层的磁相变。我们研究了反铁磁相变对多层薄膜自旋波能量的影响，其中 PtMnSb 层的厚度固定为 10 nm，CuMnSb 层的厚度在 1 nm 到 100 nm 之间变化。对CuMnSb膜厚为5nm和10nm的样品进行测量的结果发现，反铁磁相中的自旋波能量增加了约6％。目前正在对具有厚 CuMnSb 层的样品进行测量。我们正在准备U_3P_4、Nd_2CuO_4、FeTiO_3等的测量。