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フラストレーション (磁性体)

索引 フラストレーション (磁性体)

フラストレーションとは、格子の幾何学的条件から反強磁性体内部で起こる電子スピン配列の不安定性をいう。 たとえば三角形の頂点に局在電子のスピンがある場合を考える。スピン間に反強磁性的な相互作用が働いている場合、3つのうち2つが反平行向きになって安定になる(エネルギーが低い)。しかし残る1つはどちらとも反平行になれないため不安定となる。 このように、格子がもつ幾何学的条件によって磁気秩序状態が実現しえないことを磁気的フラストレーションといい、このような磁気状態を実現する格子のことを幾何学的フラストレーションを内在する格子系という。(3つともが外向きとなる場合もある。).

3 関係: 反強磁性スピン物性物理学

反強磁性

反強磁性(Antiferromagnetic )とは、隣り合うスピンがそれぞれ反対方向を向いて整列し、全体として磁気モーメントを持たない物質の磁性を指す。金属イオンの半数ずつのスピンが互いに逆方向となるため反強磁性を示す。 代表的な物質としては、絶縁体では酸化マンガン(MnO)や酸化ニッケル(NiO)などが挙げられる。なお、これら酸化物における相互作用は超交換相互作用によって説明されるが、スピンを逆向きに揃えようとする反強磁性相互作用は超交換相互作用のみに由来するものではなく、強磁性を説明した「ハイゼンベルクの(直接)交換相互作用」においても、磁性軌道間に重なりがあればその係数は負となり、反強磁性相互作用をもたらす。 強磁性体と同様に、反強磁性もその性質を示すのは低温に限られる。熱揺らぎによるスピンをランダムにしようとする効果(=熱によるエントロピーの増大)のため、ある温度以上になるとスピンはそれぞれ無秩序な方向を向いて整列しなくなり、物質は常磁性を示すようになる。この転移温度をネール温度(Néel Temperature)と呼ぶ。ネール温度以上での磁化率は通常は近似的にキュリー・ワイスの法則で表すことが出来る。 なお、反磁性 (diamagnetism) は反強磁性とは全く違う現象である。.

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スピン

ピン (spin)は、英語で自転を指す語。糸などの繊維を紡ぐことも意味する。 スピン(Spin).

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物性物理学

物性物理学(ぶっせいぶつりがく)は、物質のさまざまな巨視的性質を微視的な観点から研究する物理学の分野。量子力学や統計力学を理論的基盤とし、その理論部門を物性論(ぶっせいろん)と呼ぶことも多い。これらは日本の物理学界独特の名称であるが、しばしば凝縮系物理学に比定される。狭義には固体物理学を指し、広義には固体物理学(結晶・アモルファス・合金)およびソフトマター物理学・表面物理学・物理化学、プラズマ・流体力学などの周辺分野を含む。.

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