Technical Report of ISSP Ser. A: Number 3169

Abstract

The scattering of polarized neutrons has been measured in order to study the spin dynamics in Y(0.97)Sc(0.03)Mn2 and Y(0.97)Sc(0.03)(Mn(0.9)Al(0.1))2. A large magnetic scattering peak observed at around Q = 1.6 A(exp -1) indicates the existence of strong antiferromagnetic spin fluctuations. The energy and Q spectra obtained at 290 K exhibit nearly the same profiles for both samples, while those obtained at low temperatures are quite different. For Y(Sc)Mn2, the intensity and the energy width decrease only slightly with decreasing temperature and the intrinsic width remains finite (2Gamma = 20 +/- 5 meV) at the lowest temperature (10 K). For Y(Sc)(Mn(0.9)Al(0.1))2, the intensity increases rapidly due to narrowing of the energy spectrum to the resolution limit (2Gamma(sub res) = 5.8 meV) at 10 K. Diffuse scattering was clearly observed at positions corresponding to the magnetic Bragg peaks of YMn2, implying a slowing down of spin fluctuations and the presence of short range magnetic order at the low temperature. These results are discussed in terms of a spin-liquid to spin-glass transition caused by Al substitution.

Y(0.97)Sc(0.03)Mn2およびY(0.97)Sc(0.03)(Mn(0.9)Al(0.1))2のスピン動力学研究のために偏極中性子散乱を測定した。約Q=1.6オングストローム{-1}のときに観測した大きな磁気散乱ピークは強い反強磁性スピンゆらぎが存在することを示している。290Kで得た両試料のエネルギーおよびQスペクトルはほぼ同一のプロフィルを示したが、低温で得たプロフィルは全く異なっていた。Y(Sc)Mn2については、強度およびエネルギー幅は温度の低下と共にごく僅か減少し、固有幅は最低温度(10K)で有限(2Γ=20±5meV)であった。Y(Sc)(Mn(0.9)Al(0.1))2については、強度はエネルギースペクトルが狭まることにより10Kで分解能極限(2Γres=5.8meV)まで急速に増大した。スピンゆらぎの臨界緩和および低温下の短距離磁気秩序の存在を示唆する散漫散乱を、YMn2の磁気Braggピークに相当する位置で明瞭に観測した。これらの結果をAl置換に起因するスピン液体からスピンガラスへの転移で論じた。