小さなスピンギャップに対する磁場効果のNMRによる研究

磁场对小自旋间隙影响的核磁共振研究

• 批准号: 12046256
• 负责人: 後藤 貴行
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12046256/
• 关键词: NMR; 高温超伝導体; 低次元量子スピン系磁性体; スピンギャップ; 低次元量子スピン系; NMR; 高温超伝導体; 低次元量子スピン系磁性体; スピンギャップ; 低次元量子スピン系

本研究の目的は小さなスピンギャップを持つ系を合成し、強磁場によってギャップを潰した状態で、低温において新しい電子状態が出現するかどうかをNMRのシフト及び縦緩和率によって調べることであり、タリウム系高温超伝導体および低次元量子スピンラダー磁性体について以下の成果を得た。1)タリウム系高温超伝導体TlBa_2(Ca_xY_<1-x>)Cu_2O_7この系は反強磁性相(x=0)からわずかに過剰ドープとなる領域(x=1)まで広い範囲まで合成可能であるため、全領域をシステマティックに調べることができた。その結果、ライトドープ域における常伝導状態で、緩和率にはスピンギャップが出現するが、ナイトシフトの温度依存性は完全に平坦でスピンギャップが全く現れないという異常な結果が得られた。これは他系ではこれまで全く見られなかった現象であり、理論的な電子相図に制限を加える可能性があることを明らかにした。2)低次元量子スピン系磁性体NH_4CuCl_3この系は、磁性を担うCu-3dスピンの結合角がほぼ90度であるため交換相互作用が十数Kと小さく、実験室で発生可能な磁場でスピンギャップを潰すことが出来る。さらにゼロ磁場での基底状態が二足梯子でありながら磁気的であることや、磁場印加過程で磁化にプラトーが現れるなどの異常が報告されており、その原因の解明が待たれていた。本研究では強磁場中で単結晶試料を回転させながら測定することでNMRスペクトルの同定を行った。その結果、スロープ上においてもプラトー上においても、内部磁場がほぼゼロの磁気的に単一なNMRサイトとして観察されることを明らかにした。これはスピン構造がグラス的なものではなく、singletとtripletに明確に分離していることを意味している。さらに磁化が有限に現れた領域で有限温度でサイトの分離が観測されたことは、励起tripletサイトはNMRの時間スケール(〜μsec程度)ではほぼ静止していることを意味していることがわかった。

这项研究的目的是通过使用NMR的移位和纵向松弛因子粉碎缝隙在缝隙被强磁场粉碎时调查一个新的电子状态，并研究是否在低温下出现新的电子状态，并获得thallium基于thallium基的高效率超高管量和低维量子量的结果。 1）基于thallium的高温超导体TLBA_2（CA_XY_ <1-x>）CU_2O_7该系统可以从从抗铁磁相（X = 0）到略有过度过度的掺杂区域（x = 1）合成，因此可以在整个区域进行检查。结果，在光掺杂区域的正常传导态下获得了异常结果，在弛豫率中出现了自旋差距，但是NIT偏移的温度依赖性完全平坦，根本没有旋转间隙。以前根本没有在其他系统中看到这种现象，并且显示它可能限制了理论电子相图。 2）低维量子自旋磁性材料NH_4CUCL_3该系统的耦合角约为90度，用于CU-3D旋转，负责磁性，因此交换相互作用较小，仅在10 k上，并且可以通过在实验室中生成的磁场将旋转间隙压碎。此外，已经报道了异常，使得零磁场处的基态是一个两体梯，并且在磁场应用过程中，高原出现在磁化中，并且已等待以阐明原因。在这项研究中，通过在强磁场中旋转时测量单晶样品来鉴定NMR光谱。结果，据揭示了在坡度和高原上都被视为磁性单位位点，内部磁场几乎为零。这意味着旋转结构不是玻璃的，而是清楚地分成单线和三胞胎。此外，在有限磁化有限的区域中，在有限温度下的位点分离观察表明，激发三重态位点几乎是在NMR时间尺度上（大约〜μsec）固定的。