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論文

Spin glass behavior and magnetic boson peak in a structural glass of a magnetic ionic liquid

古府 麻衣子; 綿貫 竜太*; 榊原 俊郎*; 河村 聖子; 中島 健次; 松浦 直人*; 上木 岳士*; 阿久津 和宏*; 山室 修*

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.12098_1 - 12098_8, 2021/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Multidisciplinary Sciences)

Glassy magnetic behavior has been observed in a wide range of crystalline magnetic materials called spin glass. Here, we report spin glass behavior in a structural glass of a magnetic ionic liquid, C4mimFeCl$$_{4}$$. Magnetization measurements demonstrate that an antiferromagnetic ordering occurs at $$T_{rm N}$$ = 2.3 K in the crystalline state, while a spin glass transition occurs at $$T_{rm SG}$$ = 0.4 K in the structural glass state. In addition, localized magnetic excitations were found in the spin glass state by inelastic neutron scattering, in contrast to spin-wave excitations in the ordered phase of the crystalline sample. The localized excitation was scaled by the Bose population factor below $$T_{rm SG}$$ and gradually disappeared above $$T_{rm SG}$$. This feature is highly reminiscent of boson peaks commonly observed in structural glasses. We suggest the "magnetic" boson peak to be one of the inherent dynamics of a spin glass state.

論文

Emergent spin-1 Haldane gap and ferroelectricity in a frustrated spin-$$frac{1}{2}$$ ladder

上田 宏*; 小野田 繁樹*; 山口 泰弘*; 木村 剛*; 吉澤 大智*; 森岡 俊晶*; 萩原 政幸*; 萩原 雅人*; 左右田 稔*; 益田 隆嗣*; et al.

Physical Review B, 101(14), p.140408_1 - 140408_6, 2020/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:44.66(Materials Science, Multidisciplinary)

We report experimental and theoretical evidence that Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$ has a nonmagnetic tetramer ground state of a two-leg ladder comprising antiferromagnetically coupled frustrated spin-$$frac{1}{2}$$ chains and exhibits a Haldane spin gap of emergent spin-1 pairs. Three spin excitations split from the spin-1 triplet by a Dzyaloshinskii-Moriya interaction are identified in inelastic neutron-scattering and electron spin resonance spectra. A tiny magnetic field generates ferroelectricity without closing the spin gap, indicating a unique class of ferroelectricity induced by a vector spin chirality order.

論文

Single crystal growth and unique electronic states of cubic chiral EuPtSi and related compounds

大貫 惇睦*; 垣花 将司*; 伊覇 航*; 仲井間 憲李*; 青木 大*; 仲村 愛*; 本多 史憲*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 郷地 順*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 29, p.012001_1 - 012001_9, 2020/02

EuPtSi with the cubic chiral structure exhibits a skyrmion phase under magnetic field. We succeeded in growing high-quality single crystals by the Bridgman method. Fermi surface splitting reflecting the noncentrosymmetric structure was successfully observed experimentally.

論文

Heavy fermion state of YbNi$$_2$$Si$$_3$$ without local inversion symmetry

中村 翔太*; 兵頭 一志*; 松本 裕司*; 芳賀 芳範; 佐藤 仁*; 上田 茂典*; 三村 功次郎*; 斉木 克祥*; 磯 孝斉*; 山下 穣*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(2), p.024705_1 - 024705_5, 2020/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:32.18(Physics, Multidisciplinary)

We have succeeded in growing a new heavy fermion compound YbNi$$_2$$Si$$_3$$ by the flux method. From electrical resistivity, magnetization, specific heat, magnetic torque and X-ray photoemission measurements concluded that this compound is a heavy fermion compound exhibiting an antiferromagnetic order at 0.35 K.

論文

Magnetization study on the Ising ferromagnet URhGe with high-precision angle-resolved magnetic field near the hard axis

中村 翔太*; 榊原 俊郎*; 清水 悠晴*; 橘高 俊一郎*; 河野 洋平*; 芳賀 芳範; Pospisil, J.; 山本 悦嗣

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.123 - 127, 2018/11

Dc magnetization measurements have been performed on the orthorhombic Ising ferromagnet Urge. We observed a clear first-order reorientation transition with a small hysteresis and estimated the tricritical point to be around 4 K. The magnetization and the thermal expansion data indicate the presence of a characteristic temperature of about 1 K.

論文

Evidence for chiral $$d$$-wave superconductivity in URu$$_2$$Si$$_2$$ from the field-angle variation of its specific heat

橘高 俊一郎*; 清水 悠晴*; 榊原 俊郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; 野本 拓也*; 池田 浩章*; 町田 一成*

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.033704_1 - 033704_4, 2016/03

 被引用回数:25 パーセンタイル:84.59(Physics, Multidisciplinary)

Low-energy quasiparticle excitations in the heavy-fermion superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ were investigated by specific heat measurements as a function of temperature, magnetic field and its angle. Experimental results agree with the theoretical model for a superconducting gap with chiral $$d$$-wave symmetry.

論文

三角格子反強磁性体のスピンカイラリティと強誘電性

三田村 裕幸*; 綿貫 竜太*; 金子 耕士; 榊原 俊郎*

固体物理, 50(12), p.821 - 832, 2015/12

定常磁場中の中性子散乱実験とパルス磁場中の電気分極測定により完全三角格子反強磁性体RbFe(MoO$$_4$$)$$_2$$の強誘電性の起源が面内120$$^{circ}$$スピン構造のカイラリティであることを明らかにした。これは宮下精二先生らが提唱した120$$^{circ}$$スピン構造のカイラリティを巨視的物理量として初めて観測したものである。また、磁場中での電気分極の振る舞いを通じ、カイラリティの磁場依存性に関する川村光先生らの理論的予想を実験的に初めて検証することに成功した。更に、スピンカイラリティ由来の強誘電性を引き起こす物質の条件を対称性の議論により明らかにした。

論文

Field-orientation dependence of low-energy quasiparticle excitations in the heavy-electron superconductor UBe$$_{13}$$

清水 悠晴*; 橘高 俊一郎*; 榊原 俊郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 網塚 浩*; 堤 康雅*; 町田 一成*

Physical Review Letters, 114(14), p.147002_1 - 147002_6, 2015/04

 被引用回数:26 パーセンタイル:83.91(Physics, Multidisciplinary)

Low-energy excitation in the superconducting state of UBe$$_{13}$$ were studied by means of specific-heat measurements in a rotating field. Quite unexpectedly, the magnetic-field dependence of specific heat is linear in field at low fields with an isotropic field-angle dependence. The observation implies that the gap is fully open over the Fermi surfaces, in contrast to the previous expectation.

論文

Spin-chirality-driven ferroelectricity on a perfect triangular lattice antiferromagnet

三田村 裕幸*; 綿貫 竜太*; 金子 耕士; 小野崎 紀道*; 天羽 祐太*; 橘高 俊一郎*; 小林 理気*; 志村 恭通*; 山本 勲*; 鈴木 和也*; et al.

Physical Review Letters, 113(14), p.147202_1 - 147202_5, 2014/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:69.89(Physics, Multidisciplinary)

Magnetic field ($$B$$) variation of the electrical polarization $$P$$$$_{c}$$ ($${parallel}$$c) of the perfect triangular lattice antiferromagnet RbFe (MoO$$_4$$)$$_2$$ is examined up to the saturation point of the magnetization for B$${perp}c$$. $$P$$$$_{c}$$ is observed only in phases for which chirality is predicted in the in-plane magnetic structures. No strong anomaly is observed in $$P$$$$_{c}$$ at the field at which the spin modulation along the c axis exhibits a discontinuity to the commensurate state. These results indicate that ferroelectricity in this compound originates predominantly from triangular-spin chirality. The obtained field-temperature phase diagrams of ferroelectricity well agree with those theoretically predicted for the spin chirality of a Heisenberg spin triangular lattice antiferromagnet.

論文

Anomalous field-angle dependence of the specific heat of heavy-fermion superconductor UPt$$_3$$

橘高 俊一郎*; 安 幸治*; 榊原 俊郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦; 町田 一成*

Journal of the Physical Society of Japan, 82(2), p.024707_1 - 024707_5, 2013/02

 被引用回数:10 パーセンタイル:59.84(Physics, Multidisciplinary)

The field-angle variation of the specific heat of the heavy-fermion superconductor UPt$$_3$$ at low temperatures down to 50 mK was investigated. The data show that the unusual upper critical field becomes marked only when the magnetic field is pointed close to the $$c$$-axis. However, the attempt to observe the superconducting gap structure through field-angle dependence of the specific heat failed, because of the small anisotropy compared to the experimental accuracy of 0.5%. It implies that the field-induced excitation of the heavy quasiparticles occur isotropically with respect to the angle.

論文

The Unconventional superconductivity of skutterudite PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$; Time-reversal symmetry breaking and adjacent field-induced quadrupole ordering

青木 勇二*; 田山 孝*; 榊原 俊郎*; 桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 正史*; 髭本 亘; MacLaughlin, D. E.*; 菅原 仁*; 佐藤 英行*

Journal of the Physical Society of Japan, 76(5), p.051006_1 - 051006_13, 2007/05

 被引用回数:60 パーセンタイル:59.09(Physics, Multidisciplinary)

本論文では非通常型超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$の実験的現状について報告している。スクッテルダイト化合物について簡単に紹介した後、われわれはPrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$の超伝導状態が特に常伝導状態においてどのように他の重い電子超伝導体と異なるのかを議論している。

口頭

CuO$$_{2}$$リボン鎖を持つCs$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$の磁気相図と磁気構造

藤村 明央*; 安井 幸夫*; 井川 直樹; 吉田 幸彦*; 石垣 徹*; 河野 洋平*; 橘高 俊一郎*; 榊原 俊郎*

no journal, , 

CuO$$_{2}$$リボン鎖系Cs$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$は、同様の構造を持つRb$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$とは異なる磁気的基底状態をとる。そこで本報では、比熱測定によって、新たにCs$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$の磁気相図を作成した。その結果、ゼロ磁場中ではT$$_{N}$$=1.85Kで反強磁性体の磁気転移を示すことが分かった。さらに中性子散乱実験によってCs$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$の磁気構造と結晶構造を決定し、Rb$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$との違いを議論する。

口頭

CuO$$_{2}$$リボン鎖を持つA$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$(A=Rb, Cs)の磁気的挙動と磁気構造

藤村 明央*; 安井 幸夫*; 河野 洋平*; 橘高 俊一郎*; 榊原 俊郎*; 井川 直樹; 松川 健*; 吉田 幸彦*; 星川 晃範*; 石垣 徹*

no journal, , 

CuO$$_{2}$$リボン鎖系A$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$ (A=Rb, Cs)について、磁気比熱を測定し、中性子回折実験によってそれら物質の磁気構造を解析した。Cs$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$の中性子回折実験では、磁気反射は全て核反射上に観察されたことなどから、本物質はcollinearな反強磁性を持つことが分った。これらの結果を基にA$$_{2}$$Cu$$_{2}$$Mo$$_{3}$$O$$_{12}$$ (A=Rb, Cs)の磁気的挙動と磁気構造の関係について議論を行う。

口頭

磁性イオン液体C$$_{4}$$mimFeCl$$_{4}$$の構造ガラス上で発現するスピングラス状態

古府 麻衣子; 綿貫 竜太*; 榊原 俊郎*; 河村 聖子; 中島 健次; 上木 岳士*; 阿久津 和宏*; 山室 修*

no journal, , 

イオン液体は現代の液体科学分野で注目されている多機能液体であり、その特性はイオン種の選択に 応じて変えることができる。たとえば、磁性イオンを含む陰イオン種を選択すると磁気特性が現れる。最初に報告された磁性イオン液体C$$_{4}$$mimFeCl$$_{4}$$は、冷却速度を調整することによりガラス・結晶の両方の状態をつくることができる。我々は低温磁化測定を行い、結晶では反強磁性磁気秩序が、ガラスではスピングラス状態が発現することを明らかにした。さらに、中性子散乱測定を行い、結晶ではスピン波励起、ガラスでは非分散かつブロードな磁気励起を観測した。このブロードな磁気励起は、スピングラス転移温度以下ではボーズ因子でスケールでき、構造ガラスにみられるボゾンピークと類似している。これは、周期性が欠如していることを反映し、マグノンが伝搬しないためだと考えられる。講演では、従来のスピングラスとの比較をもとに、この構造ガラス上で発現するスピングラスの本質について議論する。

口頭

Neutron scattering study of a magnetic ionic liquid C$$_{4}$$mimFeCl$$_{4}$$

古府 麻衣子; 綿貫 竜太*; 榊原 俊郎*; 河村 聖子; 中島 健次; 上木 岳士*; 阿久津 和宏*; 山室 修*

no journal, , 

イオン液体は現代の液体科学分野で注目されている多機能液体であり、その特性はイオン種の選択に 応じて変えることができる。たとえば、磁性イオンを含む陰イオン種を選択すると磁気特性が現れる。最初に報告された磁性イオン液体C$$_{4}$$mimFeCl$$_{4}$$は、冷却速度を調整することによりガラス・結晶の両方の状態をつくることができる。興味深いことに、結晶では反強磁性磁気秩序が、ガラスではスピングラス状態が発現する。我々は、中性子散乱測定を行い、結晶ではスピン波励起、ガラスでは非分散かつブロードな磁気励起を観測した。このブロードな磁気励起は、スピングラス転移温度以下ではボーズ因子でスケールでき、構造ガラスにみられるボゾンピークと類似している。これは、周期性が欠如していることを反映し、マグノンが伝搬せずに局在化するためだと考えられる。

口頭

Spin glass on a structural glass of a magnetic ionic liquid

古府 麻衣子; 綿貫 竜太*; 榊原 俊郎*; 河村 聖子; 中島 健次; 上木 岳士*; 阿久津 和宏*; 山室 修*

no journal, , 

イオン液体は現代の液体科学分野で注目されている多機能液体であり、その特性はイオン種の選択に 応じて変えることができる。たとえば、磁性イオンを含む陰イオン種を選択すると磁気特性が現れる。最初に報告された磁性イオン液体C$$_{4}$$mimFeCl$$_{4}$$は、冷却速度を調整することによりガラス・結晶の両方の状態をつくることができる。興味深いことに、結晶では反強磁性磁気秩序が、ガラスではスピングラス状態が発現する。我々は、中性子散乱測定を行い、結晶ではスピン波励起、ガラスでは非分散かつブロードな磁気励起を観測した。このブロードな磁気励起は、スピングラス転移温度以下ではボーズ因子でスケールでき、構造ガラスにみられるボゾンピークと類似している。これは、周期性が欠如していることを反映し、マグノンが伝搬せずに局在化するためだと考えられる。この局在化した磁気励起は、スピンクラスターの形成を示唆している。

口頭

Spin glass dynamics in a structural glass of C$$_{4}$$mimFeCl$$_{4}$$

古府 麻衣子; 綿貫 竜太*; 榊原 俊郎*; 河村 聖子; 中島 健次; 上木 岳士*; 阿久津 和宏*; 山室 修*

no journal, , 

イオン液体は現代の液体科学分野で注目されている多機能液体であり、その特性はイオン種の選択に 応じて変えることができる。たとえば、磁性イオンを含む陰イオン種を選択すると磁気特性が現れる。最初に報告された磁性イオン液体C$$_{4}$$mimFeCl$$_{4}$$は、冷却速度を調整することによりガラス・結晶の両方の状態をつくることができる。興味深いことに、結晶では反強磁性磁気秩序が、ガラスではスピングラス状態が発現する。我々は、中性子散乱測定を行い、結晶ではスピン波励起、ガラスでは非分散かつブロードな磁気励起を観測した。このブロードな磁気励起は、スピングラス転移温度以下ではボーズ因子でスケールでき、構造ガラスにみられるボゾンピークと類似している。これは、周期性が欠如していることを反映し、マグノンが伝搬せずに局在化するためだと考えられる。この局在化した磁気励起は、スピンクラスターの形成を示唆している。

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