NMR evidence for higher-order multipole order parameters in NpO

NMRを用いたNpOにおける高次の多極子秩序変数の直接観測

徳永 陽  ; 青木 大*; 本間 佳哉*; 神戸 振作  ; 酒井 宏典   ; 池田 修悟; 藤本 達也; Walstedt, R. E.*; 安岡 弘志; 山本 悦嗣  ; 中村 彰夫; 塩川 佳伸*

Tokunaga, Yo; Aoki, Dai*; Homma, Yoshiya*; Kambe, Shinsaku; Sakai, Hironori; Ikeda, Shugo; Fujimoto, Tatsuya; Walstedt, R. E.*; Yasuoka, Hiroshi; Yamamoto, Etsuji; Nakamura, Akio; Shiokawa, Yoshinobu*

新奇な八極子秩序の可能性が指摘されているNpOの低温秩序相を核磁気共鳴法(NMR)を用いて研究した。単結晶試料を用いて酸素核位置における超微細相互作用の磁場角度依存性を測定し、秩序相における磁場誘起八極子モーメントの存在を明らかにすることに初めて成功した。さらに共鳴信号の特徴的な振動現象も発見し、その振動数の解析からこの振動現象が四極子秩序の発達を反映したものであることを明らかにした。このことはf電子系の四極子秩序がNMRにより直接観測可能であることを示している。今回の実験結果はNpOの低温秩序相の起源として縦triple-q型の八極子秩序を強く支持している。

We report a microscopic investigation of multipolar order parameters in the ordered state of NpO conducted via O NMR on a single crystal. From the angular dependence of hyperfine fields at O nuclei, we have obtained clear evidence for the appearance of field-induced antiferro-octupolar as well as field-induced antiferro-dipolar moments below K. We have also observed oscillatory spin-echo decay, which is well understood in terms of small electric field gradients created by antiferro-quadrupolar ordering. This reveals that the quadrupolar order parameter is directly observable by means of NMR. The present NMR studies provide definitive support for a proposed longitudinal triple- type octupolar-quadrupolar ordering model for NpO.