三角格子導電性酸化物における反強磁性秩序とカイラリティ秩序

三角晶格导电氧化物中的反铁磁序和手性序

• 批准号: 09J00973
• 负责人: 高津 浩
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00973/
• 关键词: PdCrO_2; 非従来型異常ホール効果; 二次元三角格子磁性体; 単結晶育成; 幾何学的フラストレーション; フラストレート磁性金属; フラックス法

1.二次元三角格子磁性体PdCrO2の単結晶育成方法の確立これまでPdCrO2の単結晶の育成報告は一例もなかったが、約1年間にわたる試行錯誤の結果、フラックス法を用いることで単結晶が育成できることを見出した。更に、育成環境の最適化を行い、おそらく初めてPdCrO2の単結晶育成方法の確立に成功した。この結果は磁化率や電気抵抗率の本質的物性の解明に繋がっただけでなく、以下で詳しく述べるように二次元三角格子磁性体で初めて非従来型の異常ホール効果を発見する礎となった。2.PdCrO2における非従来型異常ホール効果の発見育成したPdCrO2の単結晶を用いて、磁場を[001]方向に印加し、電流を[110]方向に流した時のホール抵抗の磁場・温度依存性を調べた。その結果、局在Crスピンが120度構造に反強磁性秩序化するTN=37.5Kより低温のT*=20Kから、ホール抵抗の磁場依存性に従来のホール効果では説明できない非線形性を見出した。更に、T*では磁化率や比熱にも異常があることや、同構造で同価数・非磁性のPdCoO2のホール効果には40K以下の低温で非線形性が現れないことを明らかにした。これらの結果より、PdCrO2のT*以下のホール効果がスピン構造の変化と密接に関係する可能性を浮き彫りにした。これは近年フラストレート磁性金属のホール効果で注目されている「スピン配置の幾何学性」を起源とする新奇なホール効果と関係する可能性がある。これまで二次元三角格子系では、理論的にはマクロにそのようなホール効果は出現しないことが指摘されてきたが、実験的には適当なモデル物質がなかった為、明らかにされてこなかった。従って、本研究によりモデル物質PdCrO2を探し出し、初めて実験的にホール効果を検証した点は重要である。特に、単純な場合の理論予測とは異なり、明確な非従来型の異常ホール効果を見出した点は意義が深い。二次元三角格子は幾何学的フラストレート格子の中でも最も基本的な構造を持つ為、本成果は今後フラストレート磁性金属の磁性と導電性の相関を研究する上でも重要な情報を提供することが期待される。

1。建立一种生长二维三角晶格磁性材料PDCRO2的单晶的方法，目前尚无关于生长PDCRO2的单晶的报道，直到现在，但是经过大约一年的试验和误差，已经发现可以通过使用通量方法来生长单晶。此外，开发环境得到了优化，并且很可能首次成功建立了生长PDCRO2单晶的方法。这一结果不仅导致了磁敏感性和电阻率的基本物理特性，而且还成为第一次以二维三角晶格磁体发现非惯性异常大厅效应的基础，如下所述。 2。使用PDCRO2生长的单个晶体在PDCRO2中发现非惯性异常的大厅效应，当在[001]方向上施加磁场并在[110]方向上流动电流时，我们研究了磁场和霍尔电阻的依赖性。结果，我们发现非线性无法通过大厅电阻的磁场依赖性中的常规霍尔效应来解释，从t*= 20k的温度低于TN = 37.5K，在120度结构中，局部CR旋转是反铁磁性的。此外，据表明，t*在磁敏感性和比热中也具有异常，并且非线性不出现在PDCOO2的霍尔效应中，PDCOO2具有相同的结构，并且在低于低于40K的低温下具有相同的价和非磁性性质。这些结果强调了pDCRO2低于t*的大厅效应可能与自旋结构的变化密切相关。这可能与新的大厅效应有关，源自“旋转构型的几何特性”，近年来一直引起人们对沮丧的磁力效果的关注。到目前为止，已经指出，在二维三角晶格系统中，这种霍尔在理论上没有出现在宏中，但是在实验上，由于没有合适的模型材料，因此尚未透露它。因此，重要的是，这项研究要寻找模型材料PDCRO2并首次测试了HALL效应。特别是，与简单情况下的理论预测不同，发现清晰，非规定，异常的霍尔效应的发现非常有意义。由于二维三角晶格具有几何挫败晶格的最基本结构，因此在研究磁性特性与挫折磁力的电导率之间的相关性时，该发现将来将在将来提供重要信息。

项目成果

導電性三角格子磁性体PdCrO_2の異常ホール効果

导电三角晶格磁性材料PdCrO_2的反常霍尔效应

• 发表时间: 2009
• 作者: 高津浩;米澤進吾;前野悦輝
• 通讯作者: 前野悦輝