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Statics and dynamics of incommensurate spin order in a geometrically frustrated antiferromagnet CdCr$$_2$$O$$_4$$

幾何学的にフラストレートした反強磁性体CdCr$$_2$$O$$_4$$における非整合磁気秩序の静的及び動的性質

Chung, J.-H.*; 松田 雅昌; Lee, S.-H.*; 加倉井 和久; 植田 浩明*; 佐藤 卓*; 高木 英典*; Hong, K.-P.*; Park, S.*

Chung, J.-H.*; Matsuda, Masaaki; Lee, S.-H.*; Kakurai, Kazuhisa; Ueda, Hiroaki*; Sato, Taku*; Takagi, Hidenori*; Hong, K.-P.*; Park, S.*

ACr$$_2$$O$$_4$$(A=Mg, Zn, Cd, Hg)はスピネル型構造をしており、正四面体の頂点にあるCr$$^{3+}$$モーメント間に幾何学的フラストレーションが存在している。このフラストレーションのために構造と磁性が密接に関連した興味ある性質を示す。CdCr$$_2$$O$$_4$$において中性子回折実験を行ったところ、転移温度7.8K以下で波数ベクトル$$Q$$=(0, $$delta$$, 1) ($$delta$$$$sim$$0.09)を持つ非整合磁気構造をとることがわかった。また、転移点において$$c$$軸が伸びて、立方晶から正方晶への構造相転移も同時に起こっている。中性子非弾性散乱実験を行うことにより、Cr$$^{3+}$$モーメント間の相互作用や磁気異方性に由来したギャップの大きさを見積もった。また、磁気モーメントの$$c$$軸方向への整列を一意的に決定した。CdCr$$_2$$O$$_4$$と同様の結晶構造を有するZnCr$$_2$$O$$_4$$やMgCr$$_2$$O$$_4$$では、磁気構造が複雑でありまだ確定されていないが、Crをベースとしたスピネルでは初めてCdCr$$_2$$O$$_4$$において詳細な磁気構造を明らかにした。

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分野:Physics, Multidisciplinary

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