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NMR/NQR study of the quadrupole orders in binary uranium-palladium intermetallic compound

四極子秩序を示すウラン-パラジウム2元合金の核磁気共鳴/核四重極共鳴法による研究

藤本 達也; 芳賀 芳範  ; 酒井 宏典   ; 徳永 陽  ; 神戸 振作  ; 大貫 惇睦*

Fujimoto, Tatsuya; Haga, Yoshinori; Sakai, Hironori; Tokunaga, Yo; Kambe, Shinsaku; Onuki, Yoshichika*

UPd$$_3$$は3つの温度($$T_{rm Q0}=7.5$$K, $$T_{rm Q1}=6.8$$K, $$T_{rm Q2}=4.5$$K)で磁気$$cdot$$四極子複合転移を示す。$$T_{rm Q0}$$は四極子自由度のみによる転移であり、偏極中性子回折(PND)や共鳴X線散乱(RXS)から準立方対称位置を占めるウラン副格子で(1/2,0,1/2)の周期性を持つ四極子秩序状態が実現していることがわかっている。一方、$$T_{rm Q1}$$以下の温度では、その秩序状態が解明されているわけではない。まずPNDによると、$$T_{rm Q1}$$の温度では$$ab$$面方向にTriple-$$q$$型の四極子秩序を持つと提案されているが、RXSによると(1/2,0,1/2)の周期性を保ったまま四極子モーメントが傾斜した状態にあると主張され、互いの意見が分かれている。さらに$$T_{rm Q2}$$以下になると非常に小さな磁気モーメント(0.01$$mu_{textrm{B}}$$)が反強磁性秩序を示すことが示唆されているが、その磁気構造等詳細は不明である。われわれは四極子秩序の局所対称性を同定することを目指して核磁気共鳴法(NMR),核四重極共鳴法(NQR)をUPd$$_3$$に適用し、この物質では世界で初めてとなる$$^{105}$$Pd核からのNQR信号を観測することに成功した。論文では$$^{105}$$Pd核の性質やそこから得られた四重極秩序状態の情報について報告する。

UPd$$_3$$ shows the successive quadrupole orders at $$T_{rm Q0}=7.5$$ K, $$T_{rm Q1}=6.8$$ K and $$T_{rm Q2}=4.5$$ K. The phase transition at $$T_{rm Q0}$$ comes from the (1/2,0,1/2)-type quadrupole orders on quasi-cubic uranium-sublattice. On the other hand, the quadrupole states below $$T_{rm Q1}$$ are still controversial; while the Polarized Neutron Diffraction suggested the triple-$$q$$ structure, the Resonant X-ray Scattering assumed the canted quadrupole order. In addition, below $$T_{rm Q2}$$, an antiferromagnetic order has been suggested, but the magnetic structure and so on are not still identified. To investigate the local symmetry of the quadruple order in UPd$$_3$$, we tried the nuclear quadrupole resonance, and we succeeded to find the first spin-echo signals from the UPd$$_3$$ probed by $$^{105}$$Pd nuclei. In this paper, we report the nuclear properties of $$^{105}$$Pd isotope and discuss the characteristics of the quadrupole orders emerging in each temperature phases.

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