光散乱による遷移金属酸化物のスピンダイナミクス及び電荷秩序の研究

光散射研究过渡金属氧化物的自旋动力学和电荷顺序

基本信息

批准号：
12046257
负责人：
関根智幸
金额：
$ 1.92万
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

项目摘要

1.不純物置換系CuGeO_3のラマン散乱の研究成果(1)Niをドープした単結晶のラマン散乱より、スピンパイエルス相で現れる折り返しフォノンを調べた。ドープ濃度が増えると、転移温度と伴に格子変位の大きさが低下し、スピンパイエルス転移は抑圧され、2%以上では長距離秩序は起こらない。また、2%以上の試料でも、低温で現れる反強磁性相で、幅広い折り返しフォノンが観測でき、格子変位の短距離秩序は存在する。(2)Niをドープした系では、不純物Niイオンの束縛スピノンを中間状態として、磁気ギャップモードの1次ラマン散乱が観測できた。2つの磁気励起束縛状態からの2次ラマンピークは、ドープ量を増やすと共鳴状態になり、急速に消失する。(3)Niドープ系での高磁場下で誘起される不整合相では、磁気ギャップモードはソリトン格子からの励起に成り、高周波数にピークが移動し、磁気励起束縛・共鳴状態の散乱強度は急速に減少する。(4)高濃度にMnやNi、Znをドープした試料の室温・静水圧下でのラマン散乱より、純粋な試料の非静水圧下で現れるpyroxene構造への逐次相転移が起こることを発見した。(5)高濃度にMgをドープした試料で、低温・高圧下でスピンパイエルス相が復活する事を、折り返しフォノン、磁気ギャップモード、磁気励起束縛状態を観測することより示した。(6)高圧下では結晶構造の違うスピンパイエルス相が現われ、Mg3.5%試料で圧力及び温度に対する相図を得た。(7)Mnドープ系でMnイオンの局在フォノンを観測した。2.Mn酸化物Nd_<1-x>Sr_xMnO_3のラマン散乱及び光反射の研究成果(1)x=0.5及び0.49の試料で、電荷秩序に伴う格子歪みによって活性化されたフォノンピークを、相転移温度以下で観測した。(2)低周波数領域に、温度を低温から電荷秩序相転移温度に上げると、半値幅が異常に大きくなるOverdampedピーク(磁気励起と思われる)を発見した。(3)x=0.48では、電荷秩序相転移がなくなるため、この相で現われるフォノンピークが観測できない。

1.杂质取代CuGeO_3拉曼散射的研究成果 (1)通过Ni掺杂单晶的拉曼散射研究了自旋Peierls相中出现的折叠声子。随着掺杂浓度的增加，晶格位移的幅度随着转变温度的升高而减小，自旋佩尔斯转变受到抑制，并且在2%以上不会发生长程有序。此外，即使在浓度为2%或更高的样品中，在低温下出现的反铁磁相中也可以观察到大范围的折叠声子，并且存在短程有序的晶格位移。 (2)在Ni掺杂体系中，当杂质Ni离子的束缚自旋子处于中间态时，可以观察到磁隙模式下的一阶拉曼散射。随着掺杂量的增加，来自两个磁激发束缚态的次级拉曼峰发生共振并迅速消失。 (3) 在 Ni 掺杂系统中高磁场下感应的失配相位中，磁隙模式从孤子晶格中被激发，峰值移动到高频，并且磁激发束缚/共振的散射强度状态迅速下降。 (4)从室温和静水压力下高浓度Mn、Ni或Zn掺杂样品的拉曼散射发现，在非静水压力下，发生了向纯样品中出现的辉石结构的连续相变。。 (5) 通过观察折叠声子、磁隙模式和磁激发束缚态，我们发现自旋 Peierls 相在高 Mg 掺杂样品中在低温和高压下得以恢复。 (6)在高压下出现了不同晶体结构的自旋 Peierls 相，并获得了 3.5% Mg 样品相对于压力和温度的相图。 (7)在Mn掺杂体系中观察到Mn离子的局域声子。 2、Mn氧化物Nd_<1-x>Sr_xMnO_3的拉曼散射和光反射研究结果 (1)在x=0.5和0.49的样品中，通过相变检测到了由与电荷排序相关的晶格畸变激活的声子峰。低于温度。（2）在低频区，我们发现了一个过阻尼峰（可能是由于磁激励），当温度从低温升高到电荷有序相变温度时，其半峰宽变得异常大。 (3) 当x=0.48时，不存在电荷有序相变，因此无法观察到该相中出现的声子峰。