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24. 遍歴電子反強磁性体YMn_2におけるフラストレーシ
ョン(基研短期研究会「スピングラスを中心とした新しい
秩序相」報告,研究会報告)
志賀, 正幸
物性研究 (1988), 49(4): 395-395
1988-01-20
http://hdl.handle.net/2433/92887
Right
Type
Textversion
Departmental Bulletin Paper
publisher
Kyoto University
｢スピングラスを中心 とした新 しい秩序相 ｣報告
24.遍歴 電子 反強磁 性体 YM n2 におけ るフ ラス トレーシ ョン
京大 工
志 賀 正 辛
ラーベ ス相 (
C15)金属 間化 合物 YMn2は遍 歴 電子反強 磁性 体 で あ るこ とが最近
見出 され たが ､磁 気 モ ーメン トを担 う Mn は 4面体 構 造 を と り､反 強 磁性 構造 と して､
全 て の最近 接 ス ピ ンを逆 にす る構 造 は許 きれ ず プ ラ ス トレー トした系 で あ る｡ その ため
以下 の ような 興 味 あ る現 象 が見 出 されて い る｡
(1)長 周期 ヘ リカル変 調 の 出現 ｡
この物 質 の磁 気構 造 は初 め通 常 の中性 子回折 に よ り コ リニ ア -な反強磁性 体 で あ る とさ
れ たが､ この構造 を よ く見 る と､最 近按 相 互作用 を考 え る限 り､隣接 す る (100)面 間
に働 く相 互作 用が強 く反強磁 性 的 にカ ップル す る 2面 と､相 互作 用 が キ ャンセル す る 2面
が交 互 に並ぶ 特異 な構造 であ るこ とがわ か る (文 献 1参 照) ｡従 って､磁 気 的 に は互 いに
結合 しな い 2次元 的 な反強磁 性層 か らな る系 とみ なせ ､ 3次 元 的 な反強 磁性 構造 は不安定
で あ りよ り遠 距離 間の相 互作 用 に よ りコ リニ ア-構造 が変形 す る可能 性 が考 え られ る｡実
際､最近 グル ノーブル に おいて長波 長の 中性 子線 に よ る回折 で約 400A周 期 の ヘ リカル
モジ ュ レーシ ョンが発見 され た｡ (I)
(
2
)高溝 度 ス ピング ラ ス相 の 出現 ｡ [Y (
Mn卜X
A Ix)2
系]
YMn2中 の M n原子 は圧 力 を加 え た り原 子半 径 の小 さ い第 3元素 を置換 す る ことに よ
り容 易 にそ の磁気 モ ーメ ン トを失 う｡ 一方 ､原 子 半径 の大 きい元素 を置換 す る と磁 気 モ
ーメ ン トが安 定化 し局 在 モ ーメ ン ト的 にな る｡ Mnを A lで置 換 す る とこの系 の ス ピン
の揺 らぎが局 在 モ ーメン ト型 に変化 し､わず か 5%の 置 換で長距 離反 強磁性 秩序 が消失 し
スピング ラス とな る｡ (2) この よ うに､わず かな不純 物 の添 加 で長距 離秩序 が消 失 す るの
3)
もブ ラス トレー トした系 の特 徴 と考 え られ る｡ (
(
3
)量子 ス ピン液 体 ?
YO.97Sc ｡.03M n2
Yを原子 半径 の小 さ い S cで 置換 す ると約 2%の置換 で Mnはモ ーメ ン トを失 い非磁性 と
な る｡ この こと は､低 温 (
70mK)で も NMRスペ ク トル が シャ ープな常 磁 性 的 吸収
線 を示 す こ とか ら確か め られ て い る｡ この 物質 の電 子 比熱係数 は 140m
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K
2と 3d
系 と して は異 常 に大 き く重 い フ ェル ミオ ン物 質 とみな せ る｡最近 この系 の偏極 中性子 に よ
5F
LB以上 の振幅 で強 い反強磁
る常 磁性散乱 の測 定 を行 った結果 低温 (8K) に おいて も1.
性的相関 を示 す ス ピンの揺 らぎが存 在 す るこ とが分 か った く
4)｡ この揺 らぎは基 底状態 に
お け る揺 らぎで圭 子揺 らぎ と考 え るべ きで あ ろう｡ そ の メカニ ズム等 は これ か ら明 らか
にす る必要 が あ るが ､強 い反強磁性 的相 互作用 が あ るに もかかわ らず ､ フラ ス トレーシ ョ
ンに よ り反強 磁性 の出現 が押 さえ られて い るため で はな いか と考 えて い る｡
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