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Neutron and X-ray diffraction studies of a frustrated spinel antiferromagnet HgCr$$_2$$O$$_4$$ in high magnetic field

強磁場中におけるフラストレート系スピネル反強磁性体HgCr$$_2$$O$$_4$$の中性子回折及びX線回折研究

松田 雅昌; 植田 浩明*; 吉川 明子*; 田中 良和*; 勝又 紘一*; 鳴海 康雄*; 稲見 俊哉; 上田 寛*; Lee, S.-H.*

Matsuda, Masaaki; Ueda, Hiroaki*; Kikkawa, Akiko*; Tanaka, Yoshikazu*; Katsumata, Koichi*; Narumi, Yasuo*; Inami, Toshiya; Ueda, Yutaka*; Lee, S.-H.*

フラストレート反強磁性体は、磁性と構造の自由度が相互に深くかかわり合い、興味ある現象を示すことが大きな特徴である。特にACr$$_2$$O$$_4$$(A=Cd, Hg)は磁場中の広い領域で磁化1/2のプラトー状態を示すことが磁化の研究から明らかになっている。この現象はスピン-格子相互作用に起因していることが理論的研究から示唆されていたが、実験はまだ行われていなかった。われわれは、HgCr$$_2$$O$$_4$$粉末を用いて磁場中での中性子回折実験とX線回折実験を行った。その結果、プラトー状態では$$P4_332$$の対称性を持つ磁気構造が安定になるように結晶構造も$$P4_332$$の対称性を持つ構造に転移することを明らかにした。これは、フラストレート反強磁性体における強いスピン-格子相互作用をあらわす重要な結果である。

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