会場 C
領域 3

C-1

Cu2 (OH)3 Cl の低温物性
九大院工 A , 佐賀大理工 B
光

諸冨大樹A , 稲垣祐次 A , 河江達也 A , 萩原雅人 B , 鄭旭

BCu2 (OH)3 Cl は異なる複数の結晶構造を持つ異形体であり、その１種である clinoatacamite
はパイロクロア型構造の S=1/2 Heisenberg 系スピンのフラストレート磁性体である。またカゴメ格子間に三角格子上の Cu2+ を介して弱い結合が働いているため低次元量子スピン系と20して注目され、特異な物理現象があると考えられる。その磁性は T N1 =18K で反強磁性転移、
TN 2 =6.5K で消えていた磁気揺らぎが復活し、長距離秩序との共存することが磁化率測定やμC (J/K mol)

SR 測定によって報告されている。TN 2 以下での振る舞いは奇妙であるが、TN 1 の転移からの0T
1T 182T3T 16
4T5T
146T

スピンの変遷も興味深いものである。今回の発表では TN 1 ピークに注目した磁場中比熱測定を行い磁場依存性を調べ、他の測定結果などを121012108864620

比較して磁気構造について報告する予定である。

5101520T (K)200

51015202542530

C-2

二次元三量体 2b·3CuCl2 ·2H2 O の磁性
九大院理 A , 九大院工 B , 東大物性研 CABB

三田稔A , 久保克隆 A , 浅野貴行 A , 和田裕C文 , 稲垣祐次 , 河江達也 , 松尾晶 , 金道浩一 Cものだと思われる。

複数個のスピンが強磁性または、反強磁性的

詳細な解析結果は、当日報告する予定である。に強く結合した複合スピン系 (二量体、三量体など) では、複合スピン間の相互作用の仕方により興味深い磁気的性質を示す。
今回注目する 2b·3CuCl2 ·2H2 O は、磁性イオン Cu2+ (S = 1/2) によって形成された三量体が結晶学的に二次元平面内で直交する特異な構造を有しているため、新規な二次元直交三量体系のモデル物質として期待される。

2b·3CuCl2 ·2H2 O の磁気的性質を調べるた
め、磁化率の温度依存性、強磁場磁化過程、比熱の温度依存性の測定を行った。
図は、B = 0T での比熱の結果から格子比熱を差し引いた磁気比熱 Cmag (T ) の温度依存性である。約 1.3K で鋭いピークが観測された。
これは、長距離秩序に由来する異常だと考えられる。また、約 5.5K 付近に観られるブロードなピークは、反強磁性三量体の構造を反映した

C-3CuMoO4 単結晶の強磁場磁化過程
九大院理 A , 東大物性研 B , 産総研 CERCC

久保克隆A , 三田稔 A , 浅野貴行 A , 和田裕文 A , 松尾晶 B , 金道浩一 B , 伊藤利充 C
モリブデン酸銅 (CuMoO4 ) は、外部からの他の測定結果を交えて議論する予定である。

刺激 (温度、圧力) によって可逆的に結晶の色が変化するクロミズムの性質を有する大変興味深い銅酸化物である。
これまで CuMoO4 の粉末試料を用いて磁化率、比熱、強磁場磁化測定等により、約 200K の構造相転移に起因する大きな履歴現象、1.75Kでの三次元磁気秩序、磁気構造等を明らかにした。
今回、CuMoO4 の単結晶試料を用いて磁化率及び強磁場磁化測定を行ったので報告する。左図は、4.2K における強磁場磁化測定の結果である。粉末試料で見られた約 20T での 非 線 形 磁 化 過 程 は 観 測 さ れ ず、最 高 印 加磁場 (∼50T) まで飽和磁化の約 1/3 に相当
する 磁 化 の 値 を 示 し た 。こ の 原 因 に つ い て

21

C-4

一次元ジグザグ鎖 [Cu(bpym)(tcnoet)2 ]·H2 O の構造と磁性
九大理 A , 九大院理 B

眞鍋栄樹A , 久保克隆 B , 三田稔 B , 浅野貴行 B , 和田裕文 B
詳細な解析結果は、当日報告する予定である。

磁気的双安定性は、次世代の情報記憶装置の基礎を構成する特性として期待されている。

[Cu(bpym)(tcnoet)2 ]·H2 O は、結晶学的に磁性イオンである Cu2+ (S=1/2) が一次元ジグザグ構造をしており、約 30K で構造相転移することにより、磁気的双安定性を示すモデル物質として期待される。
今回、我々は、[Cu(bpym)(tcnoet)2 ]·H2 O の磁気的性質を調べるため、試料合成、X 線回折、磁化率、強磁場磁化測定を行ったので報告する。
右図は、磁化率 (χm ) と温度 (T ) の積の温度依存性の結果である。構造相転移温度 (∼28.5K)
前後で約 4K のヒステリシスを伴う非常に大きな磁気的性質の異常が観測され、高温相では常磁性、低温相では非磁性の双安定な状態が実現されていると思われる。

C-5

ニッケル三角クラスターの磁性
九大理 A , 九大院理 B

高田えみかA , 三田稔 B , 久保克隆 B , 浅野貴行 B , 和田裕文

B

近年、スピンフラストレーション (磁気的相と思われる。
詳細な解析結果は、当日報告する予定である。

互作用の競合) を有する磁性体の性質をより理解するために、実現可能な最小単位である三核錯体の研究が盛んに行われている。
今回我々が注目した Ni3 (µ1,3 -N3 )3 は、磁性イオンである Ni2+ (S=1) が結晶学的に正三角形を形成している初めての S=1 正三角クラス
ターとして期待される。

Ni3 (µ1,3 -N3 )3 の磁気的性質を調べるため、試料を作製し、X 線回折、磁化測定を行ったので報告する。
右図は、[Ni3 (µ1,3 -N3 )3 (2,2’-bpy)3 ](ClO4 )3·3H2 O の磁化率 (χ) の温度依存性である。約40K においてブロードな極大を示した後、さらに低温では磁化率が急激に減少している。この振る舞いは、S=1 正三角反強磁性クラスターで期待される非磁性の基底状態を反映している

22

C-6

新しい Mn 基化合物の巨大磁気熱量効果
九大理 A , 九大院理 B

片桐高大A , 光田暁弘 B , 和田裕文 B
参考文献

環境にやさしい次世代の冷凍技術として磁気冷凍が注目されており、これには省エネルギー

D. T. Cam Thanh etal ., J. Appl. Phys. 103,化や、フロン等の冷媒を必要としないという利07B318 (2008)

点がある。我々は巨大磁気熱量効果を示す物質として、一次相転移をする遷移金属化合物の研究を進めてきた。巨大磁気熱量効果を示す物
質としては MnFeP1−x Gex が知られているが、熱ヒステリシスが大きいという欠点がある。そこで、新物質探索として Ge を Si に置換した

MnFeP1−x Six の研究に着手した。この物質は0.28 ≦ x ≦ 0.64 で Fe2 P 構造を持ち、一次相転移を示すことが報告されている。
下図は x=0.4,0.5 における磁化-温度曲線である。熱処理の仕方で転移点、ヒステリシスの幅は異なり、これは 1100 ℃で５時間保持した後に 650 ℃で 50 時間保持、そして炉冷した場合である。より細かい組成依存の結果の詳細は会場にて述べる。

C-7

巨大磁気熱量効果を示すマンガン基化合物の新しい作製プロセスの研究
九大理 A , 九大院理 B川崎大地A , 光田暁弘 B , 和田裕文 B

最近、次世代の冷凍技術として磁気熱量効果参考文献を生かした磁気冷凍が注目されており、材料研

M. Yue et al., J. Appl. Phys. 107, 09A939

究が盛んに行われている。磁気熱量効果を実現(2010)

するには磁気熱量効果の大きな物質の開発が必要であり、我々は一次転移物質が巨大磁気熱量効果を示すことに注目して材料開発を行っている。MnFeP0.8 Ge0.2 は巨大磁気熱量効果を示し、室温付近での磁気冷凍材料としての可能性を期待できる。
この背景を踏まえ、従来の石英管封入による作製プロセスに対し、より簡単な作製法としてステンレス管を用いた方法を検討する。以下に、

MnFeP0.8 Ge0.2 を石英管封入焼結した場合の磁化のグラフを載せる。
講演では、ステンレス管封入焼結における試料と石英管封入における試料を比較し、作製プロセスを議論することにする。

23

C-8DMACuCl3 における対角秩序と非対角秩序の共存 II
九州大学大学院工学府 A , 九州大学大学院理学府 B , RIKENCAAAB樹 , 稲垣祐次 , 河江達也 , 浅野貴行 , 網代芳民

坂元康剛A , 諸冨大CDMACuCl3 ( DMA = (CH3 )2 NH2 ) の磁化過程はゼロ磁場から磁化が立ち上がり始め、飽存在が確認されている。現在、極低温における和磁化の半分に達した 2T < H < 3.5T の磁場の結果についても発表する予定である。

粉末試料の磁化測定を予定しており、当日はそ領域で磁化プラトーが現れる。プラトー前の領[1] Y.Yoshida,et al., J.Phys.Soc.Jpn.Vol.74(2005)2917.

域では反強磁性磁気秩序を示し、プラトー後のギャップがつぶれた領域では磁場誘起秩序を示

single crystalpowder

2.0

す。温度―磁場相図に関して単結晶試料、粉末

ball mills powder

試料 (powder) の磁場誘起相に違いがみられる

1.5

ことから [1]、結晶をより細かくすり潰して作T (K)製した粉末試料 (ball mills powder) を用いた比1.0

熱測定を行ったところ、磁場誘起相が連続的にゼロ磁場まで繋がっている結果が得られた（図0.51）。これは低温―低磁場領域で反強磁性状態（対角秩序）と磁場誘起磁気秩序状態（非対角0.00秩序）の共存を示唆している。原因としては微2345678H (T)

小粒子で期待される表面スピンが影響を及ぼし

図1, 温度－温度－磁場相図ていると考えられ、実際、ＥＳＲ測定でもそのC-9130GPa までの圧力領域における高圧力下磁化測定技術
九工大工 A

長井宏輔A , 美藤正樹 A , 出口博之 A , 高木精志 A

現在、物性実験において、ピストンシリン
ダー・キュービックアンビル・ダイヤモンド
アンビルセル（DAC）などの圧力発生装置が0.004

Magnetic moment [emu]利用されている。しかし、それらを利用した高磁場下での磁化測定方法は、圧力発生装置の大きさなどの構造と測定装置の特性上、非常に困難である。高磁場下での SQUID 磁束計と超小型 DAC を組み合わせたシステムでは、GPa 領域で、H=5 T までの磁場下、さらに T=1.8〜400 K までの温度域での磁化測定が可能となる。実際には、いくつかの技術的ノT = 293 K
0.002

0.0010ウハウが存在する。XMCD 実験の結果より、

P= 25 GPa 付近で強磁性モーメントが消失すると報告されている CoFe2 O4 を使用した高圧力磁化測定（図１）を例に、技術を紹介したい。

242T5T

0.003

0510152025Pressure [GPa]
図１．CoFe2O4の磁化の圧力依存性

30

C-10

量子スピン梯子系 (C5 H12 N)2 CuBr2 Cl2 の NMR 測定
九工大工 A , 福岡大理 BA志 , 田尻恭之

宮崎正旭A , 濱本健太 A , 出口博之 A , 美藤正樹 A , 高木精B

量子スピン梯子系物質 (C5 H12 N )2 CuBr4

徴的な現象であり，Br 系よりも広範囲で T LL の（Br 系）は，低温磁場中で朝永・ラッティン振る舞いが確認できた．現在、BrCl 系の Cu2+ジャー（T LL）液体の振る舞いを示すことが知サイトに非磁性 Zn2+ をドープした試料の実験られている．我々は，Br 系よりも相互作用がも行っている．

等方的な物質 (C5 H12 N )2 CuBr2 Cl（
2 BrCl 系

図

スピン‐格子緩和率 1/T 1 温度依存性）の単結晶を作製し，低温での量子相を調べるために臨界磁場HC1 の上下で1 H −N M R 測定を行った．BrCl 系は磁化過程よりスピンギャップを示すことが分かっており，スピンギャップが消失する臨界磁場HC1 = 2.3T ，それより低磁場のH= 1.2T <HC1 ，および高磁場H= 3.5T >HC1の三つの磁場領域で共鳴線スペクトルおよびス
ピン‐格子緩和時間T1 を測定した．図にスペクトルの極大でのスピン‐格子緩和率 1/T1 の三つの磁場での温度依存性を示す．三つの磁場の極低温で，温度低下に伴い 1/T1 が温度のべき乗で増大していく傾向がみられた．これは，T LL の特C-11

Ru2-xFexCrSi(x ≦ 1) の磁性
鹿児島大学理工学研究科 A

胡はくA , 重田出 A , 伊藤昌和 A , 廣井政彦 A

最近，石田らが，バンド構造計算によってと比べ低温にシフトするが，Tf 2 はそれほどホイスラー化合物 Ru2−x Fex CrSi（Fe-rich）が変わらない。ゼロ磁場で 2 つの転移温度は近ハーフメタルか，それに近い高いスピン分極くなる。一方，x = 0 では比熱の結果とあわ率を持つ物質であると指摘した。また，廣井

せると反強磁性転移することが結論づけられる。

らは，Ru-rich の Ru1.9 Fe0.1 CrSi が極低温で逐次的スピングラス転移が起こっていることを0.008示唆する結果を報告した。そこで今回我々はRu2−x Fex CrSi の x = 0, 0.005, 0.01 について0.005T〜5T の磁場において磁化の測定を行った。図にはそれぞれの磁場での磁化率（Y 軸の値はずらしてある）を示す。x = 0.1 の場合と0.004

同様に，逐次グラス転移を示唆する２つの異常

Tf 1（磁化率のピーク）と Tf 2（強い不可逆性が0.0000現れる温度）が見られ，それぞれが x = 0.1 の場合と同様の磁場依存性を示す。Tf 1 は x = 0.125102030405060C-13メソ多孔質構造体を利用した酸素分子の高圧下磁気測定
九工大工 A , 福岡大理 BA之 , 高木精志

鶴田英樹A , 今給黎匠 A , 美藤正樹 A , 田尻恭之 B , 出口博

A

酸素分子の高圧力下物性研究は、30 年以上前からＸ線回折実験・中性子回折実験・光学測定・電気抵抗測定によって詳細に調べられており、中性子回折を除く実験の圧力領域はメガバール領域にまで達している。しかし磁気測定は 、P = 0.8 GPa までの Meier らの電磁誘導法を用いたαβ転移、β-γ転移の追跡研究が報告されているだけである [1]。前回我々は、メソ多孔質構造体

SBA-15(細孔径 8 nm) の細孔中に酸素分子を吸着させ、ピストンシリンダー型圧力セル（PCC）を用いた交流磁化率測定の結果を報告した。これにより分子凝縮相の変化を、 P = 1.5 GPa までの領域で追跡した。今回、より高圧力下での磁気測定を行うために、我々はダイアモンドアンビ
ルセル (DAC) を用い、分子凝縮相の変化を追跡した。試料空間には前回同様、SBA-15 を用い、その低温でのガス吸着能力を利用した。しかしながら、DAC はその試料空間が PCC の約 0.02 %(ガスケット穴φ0.2mm) しかなく、SBA − 15 へのより効率的な酸素充填が求められ、又、10−8 〜10−9 emu レベルの検出感度が求められる。そこで我々は、液体窒素温度で圧力を印加し、酸素を試料空間内に閉じ込めることができる酸素封入装置を用いた。当日は、各圧力下における酸素分子の磁気測定の結果について報告する。
[1] R. J. Meier et al ., J. Phys. C : Solid State Phys. 15 (1982) 1015.

C-14

中空型 γ-Fe2 O3 ナノ粒子の静水圧力効果
九工大工 A , 福岡大理 B , バルセロナ大学 C , アベイロ大学 D 才所誠也A , 小森田裕
貴 A , 美藤正樹 A , 田尻恭之 B , 出口博之 A , 高木精志 A , A.CabotC , N.J.O.SilvaD

γ−Fe2 O3 は、欠陥をもつ逆スピネル構造型のフェリ磁性体である。そのナノ粒子は医療面での応用が期待され、基礎物性が盛んに研究されている。従来型の内部が詰まった γ−Fe2 O3ナノ粒子 (以下、通常型) の静水圧力効果につい2400ては、すでに小森田らによる詳細な報告がある

550
通常型γ-Fe O ナノ粒子

2200[1]。そこで今回我々は、中空型 γ−Fe2 O3 ナノ23

中空型γ-Fe O ナノ粒子
2500

32000
∆E/k [K]

450

1800

B

粒子の静水圧力効果と比較・検討した。図 1 に

B

1600

通常型 γ−Fe2 O3 ナノ粒子 (粒径 5.1 nm)[1] と中空型 γ−Fe2 O3 ナノ粒子 (粒外径 9.5 nm) の活1400

性化エネルギーの圧力依存性を示す。中空型ナ1200

ノ粒子の活性化エネルギーは、P ＜ 4 kbar で1000は圧力に依存せず、明らかに通常ナノ粒子とは40035005P [kbar]

1030015

図1 通常型γ-Fe O ナノ粒子(粒径5.1 nm)の異なる静水圧力効果を示した。[1]Y. Komorida,23活性化エネルギー(挿入図) [1]と中空型γ-Fe O ナノ粒子(粒外径9.5 nm)の

et al., J. Mag. Mag. Mater. 322 (2010) 2117

23

活性化エネルギーの圧力依存性

26∆E/k [K]粒子に対して静水圧力実験を行い、通常型ナノC-15

極低温下における超音波ひずみ発生技術の開発
九工大工 A , 日本カンタム・デザイン（株）BAAA

鶴田一樹A , 長野琢磨 A , 才所誠也

A, 美藤正樹 , 出口博之 , 高木精志 , 大田剛司 B電子には電荷とスピンの二つの自由度が存在する。現在の産業は、「電荷の流れ」すなわち「電流」の制御を基準として半導体エレクトロニクスによって支えられている。より高速処理を可能とするデバイス開発のため、スピンをも利用したスピントロニクス技術の成熟が期待されている。
「スピンの流れ」である「スピン流」については電流駆動やスピン波を利用した研究が盛んに行われている。一方、我々は超音波ひずみを利用したスピン流検出を試みている。そこでまず、1 MHz 〜 1

GHz の周波数領域、さらに広い温度域での超音波ひずみ発生技術の確立を目的とし研究を行った。
村田製作所に提供していただいた小型の発振子 ( 共鳴周波数 f res = 1 MHz 〜 868 MHz、高周波電圧発振器 ( f ≤ 3.2 GHz, V ≤ 14.5 dBm を準備し、通過特性をみることで共鳴周波数の測定を行った。しかし、GHz 帯域では回路中で電圧の急激な減衰がみられ測定は困難であった。そこで、低温同軸を用いたプローブと V ≤ 25 dBm の電圧発振器を準備し、共鳴周波数の温度依存性の測定を行った。素子によって多少異なるが温度の減少とともに共鳴周波数も小さくなる結果を得た。詳細な結果については当日報告する。

C-16

SQUID を用いた交流磁化率測定におけるフィードバックシステムの開発
九工大工 A , 日本カンタム・デザイン (株)BAA

木精志 , 出口博之 , 大田剛司

国吉努A , 鶴田一樹 A , 美藤正樹 A , 高B

広い周波数領域にわたる交流磁化率測定は、ラウンドの割合を示す。講演では、フィードバッ

多様な磁気緩和現象を示す磁性体を調べるため

クシステムの方法や有効性について発表する。に有用である。我々は、日本カンタム・デザイン社製の SQUID(Superconducting Quantum

Interference Devices) 磁束計 MPMS と外部機器 (分解能 24bit・サンプリングレート 200kHzの音響用 A/D 変換器など) を組み合わせることで、交流磁化率の測定可能周波数の上限を既存の 1kHz から 14kHz まで拡大させることに成功している。しかしながら、このシステムでは、検出信号に対するバックグラウンドの割合が10kHz で約 90 ％と大きく、サンプル信号の抽出が困難となる。そこで、アナログ信号の段階でバックグラウンドの寄与を除去するためフィードバックシステムを開発することを本研究の目的とした。右図に Pb を測定試料に用いたときの各周波数における検出信号に対するバックグ

27

C-17NiO 磁性ナノ粒子におけるサイズ効果
九工大工 A , 福岡大理 B
A

今給黎匠A , 才所誠也 A , 美藤正樹 A , 田尻恭之 B , 出口博

A之 , 高木精志 , 香野淳 B
物質の粒径がナノスケールまで小さくなると、体積に対する表面積の割合が増加し、バルクとは著しく異なった性質を示すようになる。
その中でも反強磁性型ナノ粒子 NiO は、粒径6を小さくしていくと副格子構造が変化し、巨大D = 2.6 nm
D = 11.4 nm

5な磁気モーメントが出現することが報告されている [1]。そこで我々は、数ナノサイズから4H (kOe)十数ナノサイズにおいて上記ナノ粒子における磁気モーメントおよび保磁場さらにブロッキン

3c

グ温度のサイズ依存性を系統的に調べる研究を行っている。図 1 に粒径の異なる２つの NiO ナ

2ノ粒子 (D =2.6nm, 11.4 nm) の保磁場の温度1依存性を示す。保磁場の大小が 5K 付近で逆転する結果が得られた。[1] R.H.Kodama et al.,0P hys.Rev.Lett. 79 (1997) 1393.

05T (K)1015

図1 NiOナノ粒子(D=2.6nm, 11.4nm)の保磁場の温度依存性

C-18

有機無機ハイブリッド化合物 Ni3 (OH)2 (cis − 1, 4 − chdc)2 (H2 O)4 .2H2 Oの磁性の酸素およ
九工大・工 A , Uni. of StrasbourgBAA

松本周祐A , 金正淑 A , 藤本也久 A , 吉弘満 A ,A高木精志 , 美藤正樹 , 出口博之 , Mohamed KurmooB
各種の磁性金属と有機酸とを結合させて作成した有機無機ハイブリッド化合物は，磁性金属イオンが多次元のネットワークを形成し，そのを示す．これらの化合物は，弱いファンデルワー

70

ルス力で結合した水分子を含んでいるものもあ60χT [emu K/mol]

80

り，脱水・加水の過程でその磁性が可逆的に変化する化合物が報告されている．このような化合物の中に，Ni と cis-1,4-シクロヘキサンジカル

456T=5K
Ni-cis-chdc- M-H-5K

VirginDehydratedO2
Removed3010て小さな穴（細孔）が生じる．この細孔に，磁性

028Field (T)35432物は，脱水の際に，水分子が抜けることによっにどのような変化が現れるのか，明らかにした．

24020は可能なのか，また，可能ならば，その際に磁性150ボン酸のハイブリッド化合物がある．この化合を示す気体分子（O2，NO）を吸着させること

0Ni-cis-chdc-χT-T-100G
H=100G0510152025
Temperature (K)3035

10Magnetization(Nμ B)

特徴的な結晶構造に起因する多彩な磁気的性質

C-19

有機無機ハイブリッド化合物 Ni2 (H2 O)2 C10 H2 O8 .2H2 O の磁性の酸素および一酸化窒
九工大・工 A , Uni. of StrasbourgB

金正淑A , 松本周祐 A , 藤本也久 A , 吉弘満 A ,高木精志 A , 美藤正樹 A , 出口博之 A , MohamedKurmooB
分子磁性体の 1 つである表題の物質は、結晶中に 2 種類の水分子を含んでいて、その一部は真空中で加熱することにより取り除くことができる。そして、脱水後、結晶を空気中に放置すると、一部の水分子は可逆的に元の位置に戻ることができる。脱水・加水によって、この結晶の磁性も大きく変化するが、これは磁気的なネットワークが変化するためであると思われる。我々は、脱水によって作られた小さな穴（細孔）に、水分子ではなく、磁性分子である酸素分子あるいは一酸化窒素分子を取り込ませた時の磁性の変化を調べる目的で、専用の実験装置を開発し、SQUID 磁束系を用いてこの結晶の Virgin 試料、脱水試料、磁性分子を吸着させた試料の磁性を測定した。右図にその結果の一部（χ T の温度依存性）を示す。

29