講演者： 益田　隆嗣 氏（横浜市立大学　国際総合科学研究科）
日時： １０月　２７日（金）　午後４時３０分から
場所： 青山学院大学　理工学部（相模原キャンパス）Ｌ棟６階　Ｌ６０３室

題目：「古典スピン鎖量子ダイマー混合系 Cu2Fe2Ge4O13 の磁性」

要旨： 
　最近の量子スピン系の実験・理論の進歩により、比較的シンプルな系の理解
は進み、現在ではフラストレーション系など複雑な系が注目されている。この
ような流れの中で、Cu2Fe2Ge4O13はFeのS=5/2の古典スピン鎖とCuのS=1/2の量
子ダイマーを内包した２成分系として興味深い[1]。当該物質ではスピン鎖・
ダイマー間に弱い相互作用が存在するため、低温で磁気秩序が現れる。磁気分
散の測定から、10meV程度までの低エネルギー励起は古典スピン鎖のスピン波
でよく説明され、25meV程度にある高エネルギー励起は量子ダイマーで説明さ
れることが明らかになった。これら2成分のエネルギースケールは分離してお
り、その帰結として(i) Cuダイマーは隣接するFeスピンからの分子場により交
替磁場下に置かれている、(ii)Feスピン鎖間の相互作用は、Fe-Cu-Cu-Feのよ
うなダイマーを介した間接的な相互作用としてみなされる、など興味深い状況
が現れる。これらの多くはMF-RPAの範囲内でよく説明されるが、Cuのダイマー
励起に関しては、単純な孤立ダイマーでは説明できない振る舞いが温度依存性
に見られており、理論的な説明が待たれている。本セミナーでは、
Cu2Fe2Ge4O13のバルク測定、中性子回折、中性子非弾性散乱実験など様々な実
験結果を紹介し、古典スピン鎖量子ダイマー混合系のレビューを行う。また、
最近見出された姉妹物質Cu2Sc2Ge4O13[2]についての報告も行う。この物質は
Fe鎖が非磁性なScイオンで置き換えられた孤立ダイマーであり、Cu2Fe2Ge4O13
の異常なCuダイマーモードを考える上で理想的な参考物質となっている。 

[1] T. Masuda et al.,, Phys. Rev. Lett. 93, 077202 (2004), 
    T. Masuda, et al., Phys. Rev. B 72, 094434 (2005). 
[2] T. Masuda and G.J. Redhammer, Phys. Rev. B 74, 054418 (2006).

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共催：　青山学院大学　２１世紀COEプログラム