中性子散乱によるNpTGaの磁気構造

The Magnetic structure of NpTGa by neutron scattering

浄念 信太郎; 目時 直人   ; 本多 史憲; 金子 耕士   ; 青木 大*; 山本 悦嗣  ; 芳賀 芳範   ; 塩川 佳伸*; 大貫 惇睦

Jonen, Shintaro; Metoki, Naoto; Honda, Fuminori; Kaneko, Koji; Aoki, Dai*; Yamamoto, Etsuji; Haga, Yoshinori; Shiokawa, Yoshinobu*; Onuki, Yoshichika

Np-115化合物は重い電子系超伝導Ce-115及びPu-115化合物と同じ結晶構造である。NpFeGaはq=(1/2 1/2 0), NpCoGa及びNpRhGaはq=(0 0 1/2)の反強磁性体であり、NpNiGaは強磁性とq=(1/2 1/2 1/2)のキャント反強磁性であることが明らかになっている。このようにNpTGa (T=Fe, Co, Ni, Rh)は磁気構造及び相関が遷移金属によって異なることが大きな特徴であり、5f電子が持つ軌道の自由度が重要な役割を担っていると考えられる。またNpRhGa及びNpNiGaでは5f電子状態の変化に伴う2段の磁気転移が観察され、5f電子状態・軌道の間の磁気的及び四極子相互作用の競合が重要であることが考えられる。NpPtGaは、=27K以下ではq=(0 0 1/2)に対応する反強磁性秩序を示すことが明らかになった。さらに、面内[100]方向に磁場をかけた場合の帯磁率の異常が磁場中実験により磁気ドメイン構造の変化に対応していることを明らかにした。また、磁気ドメイン構造を変化させるために必要な磁場は、10T以上と非常に大きいことがわかり、NpPtGaと同じ磁気構造を持つNpRhGaと共通し、磁気モーメントと四極子の結合が磁気ドメイン構造を安定させると指摘した。

The magnetic structure of antiferromagnetic NpPtGa have been clarified by neutron scattering measurements. For temperature below = 27 K, the NpPtGa exhibits an antiferromagnetic structure with propagation vector q=(0 0 1/2), namely the Np moment of 0.4 is parallel to the 100 direction in the basal plane. The neutron scattering measurements under application of magnetic field parallel to the [100] direction, revealed that the field induced phase transition is due a change of antiferromagnetic domain structure from multi-domain to single-domain state. The most intrigued result in this study is the necessity of high magnetic field above 10T at T = 1 K, observed in the magnetic susceptibility. Similar results was observed in NpRhGa, with magnetic moment is parallel to the basal plane at low temperature. The coexistence of ferroquadrupolar order with antiferromagnetic order in NpRhGa, predicted theoretically, might be the hint to understand this problem.