強磁性相互作用を持つ基底一重項系の強磁場中電子状態に関する研究

强磁场中具有铁磁相互作用的基础单线态系统的电子态研究

基本信息

批准号：
15740209
负责人：
光藤誠太郎
金额：
$ 1.73万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

CsFeCl_3はABX_3型の六方晶系の化合物の一つで,同様にFe^<2+>を磁気イオンとする化合物としてはRbFeCl_3,CsFeBr_3などが知られている.これらの物質のうちでCsFeCl_3のユニークな特徴は,Cl^-を介したFe^<2+>の擬一次元鎖内が強磁性的交換相互作用により結ばれている点である.CsFeCl_3の基底状態は一イオン異方性により分裂した一重項基底状態と,第1励起状態の2重項の疑スピンS=1の状態として扱われている.以前に千葉らによって40Tまでの強磁場磁化過程の測定が行われた.磁化は7.5Tを中心に直線的に立ち上がり,いったん飽和に達するように見えた.しかし,さらに33Tにおいてさらにメタ磁性的な増加を示した.7.5Tの磁化の増加は,S=±1の第1励起状態と一重項基底状態のクロスオーバーにより基底状態が入れ替わることで説明された.しかし同様な解析をさらに100Tの磁場まで行ったが,さらなるクロスオーバーは観測されず33Tの磁化の増加は説明されていなかった.本研究では40Tまでの強磁場と高周波ESR測定を行い,その電子状態についての直接的な測定を行った.7.5Tを中心とする多周波数のESR測定により,シングレット基底状態と磁場により分裂し,下がってきた第一励起状態の二重項のクロスオーバーが観測された.また,基底状態が非磁性から磁性の状態にクロスオーバするため,低磁場では現れてこなかった強磁性相互作用により内部磁場が発生し共鳴磁場が低磁場側にシフトする様子を観測した.また,未解明であった磁化の異常を示す33T付近は7.5T付近と同様にクロスオーバーによる基底状態の入れ替わりをしめす様子が,多周波数のESR測定の結果ら明らかになった.また,この付近のクロスオーバーは7.5Tの場合と比べて33T近傍でかなり急激に励起状態が磁場の上昇とともに下がってくる様子を観測した.

CsFeCl_3是ABX_3型六方化合物之一，RbFeCl_3和CsFeBr_3也被称为以Fe^2+作为磁性离子的化合物，其中CsFeCl_3。一个独特的特点是 Fe^<2+> 的伪一维链通过 Cl^- 通过铁磁交换相互作用连接。CsFeCl_3 的基态是分裂单重态基态和第一激发态之前，Chiba等人测量了高达40T的强磁场中的磁化过程，磁化强度在7.5T左右呈线性上升，一旦达到饱和状态。会达到3个以上。它显示出在 3T 时进一步变磁的增加。在 7.5T 时磁化强度的增加可以通过基态交换来解释，这是由于 S=±1 的第一激发态和单重基态之间的交叉所致。然而，同样的进一步分析100T磁力然而，没有观察到进一步的交叉，并且没有解释 33T 时磁化强度的增加，我达到了 7.5T。通过多频ESR测量，我们观察到单重态基态和第一激发态双重态之间存在交叉，该交叉被磁场分裂并下降。此外，基态从非磁性状态转变为磁性状态。交叉，低磁我们观察到，由于场中未出现的铁磁相互作用而产生了内部磁场，并且共振磁场移动到较低磁场侧。此外，33T 周围的区域也显示出未解决的磁化异常，这是类似的由于交叉到基态约7.5T的区域。多频 ESR 测量的结果表明，在 33T 附近，该区域的交叉比 7.5T 的情况要尖锐得多，并且随着磁场的增加，激发态会下降。。