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Fractal dimension in percolating Heisenberg antiferromagnets

パーコレーション・ハイゼンベルク反強磁性体におけるフラクタル次元

伊藤 晋一*; 梶本 亮一 ; Adams, M. A.*; Bull, M. J.*; 岩佐 和晃*; 阿曽 尚文*; 吉澤 英樹*; 竹内 徹也*

Ito, Shinichi*; Kajimoto, Ryoichi; Adams, M. A.*; Bull, M. J.*; Iwasa, Kazuaki*; Aso, Naofumi*; Yoshizawa, Hideki*; Takeuchi, Tetsuya*

三次元パーコレーション・ハイゼンベルク反強磁性体RbMn$$_c$$Mg$$_{1-c}$$F$$_3$$における静的・動的性質を調べた。磁性イオン濃度がパーコレーション濃度$$c_P=0.312$$に近い試料を用いて、超格子点近傍をネール温度$$T_N$$より低い温度にて測定した。中性子回折実験により、弾性散乱成分の波数依存性は$$q^{-x}$$でよく表されることがわかった。さらに非弾性中性子散乱によって磁気フラクトンを測定したところ、観測されたフラクトンは$$q^z$$の分散関係を持つことがわかった。実験から求められた指数は$$x=2.43 pm 0.05$$及び$$z=2.5 pm 0.1$$であり、両者ともフラクタル次元$$D_f=2.48$$とよく一致する。

We investigated static and dynamical properties in the three-dimensional percolating Heisenberg antiferromagnets, RbMn$$_c$$Mg$$_{1-c}$$F$$_3$$, with the magnetic concentration close to the percolation threshold, $$c_P = 0.312$$, around the superlattice point well below $$T_N$$. In neutron diffraction experiment, the wave number dependence of the elastic scattering component was well fitted to $$q^{-x}$$. Magnetic fractons were also studied using inelastic neutron scattering, and the observed fractons showed the dispersion relation of $$q^z$$. The determined exponents, $$x = 2.43 pm 0.05$$ and $$z = 2.5 pm 0.1$$, were in good agreement with the fractal dimension ($$D_f = 2.48$$).

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