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Evolution of local magnetic state in SmRu$$_4$$P$$_{12}$$ probed by muon spin relaxation

ミュオンスピン緩和法で見たSmRu$$_4$$P$$_{12}$$の局所的な磁性

伊藤 孝  ; 髭本 亘 ; 大石 一城; 藤本 達也*; Heffner, R. H.; 西田 信彦*; 佐藤 一彦*; 菅原 仁*; 青木 勇二*; 菊地 大輔*; 佐藤 英行*

Ito, Takashi; Higemoto, Wataru; Oishi, Kazuki; Fujimoto, Tatsuya*; Heffner, R. H.; Nishida, Nobuhiko*; Sato, Kazuhiko*; Sugawara, Hitoshi*; Aoki, Yuji*; Kikuchi, Daisuke*; Sato, Hideyuki*

充填スクッテルダイト化合物SmRu$$_4$$P$$_{12}$$$$T_{MI}$$=16.5Kにおいて磁気的な異常を伴い金属絶縁体転移を起こす。結晶場基底状態の多極子の自由度から、この相転移が磁気八極子秩序である可能性が議論されている。われわれはミュオンスピン緩和法を用い、秩序相における局所的な磁性を調べた。零磁場において$$T_{MI}$$直下からミュオンスピン緩和率の増大が確認され、秩序相が自発的に時間反転対称性が破れた状態にあることを確認した。この結果は秩序変数が磁気八極子もしくは磁気双極子を含むことを示している。ミュオンが感じる静的な内部磁場の大きさは降温とともに単調増加を示し、$$T^{prime}$$=3K付近から急激に増大する。縦緩和率を調べると$$T^{prime}$$付近に極大を持つことから、$$T^{prime}$$以下において磁気揺らぎが抑制されていることがわかった。これらの実験事実を多極子の自由度に基づき議論した。

A filled skutterudite compound SmRu$$_4$$P$$_{12}$$ shows metal-insulatortransition at $$T_{rm MI}$$=16.5K with magnetic anomaly. A possibility of magnetic octupole ordering has been discussed on the basis of multipole degrees of freedom belonging to thecrystalline-electric-field ground state. We investigated local magnetic states in the ordered state by using the muon spin relaxation method. An increase of muon spin relaxation rate was detected in zeroapplied field just below $$T_{rm MI}$$, indicating time-reversal-symmetry breaking in the ordered state. This result suggests that the order parameter includes magnetic octupole and/ordipole. Magnitude of the internal field at the muon site monotonically increases with decreasing temperature, growing steeply below $$T^{prime}$$=3K. The longitudinal relaxation rate has a maximum at around $$T^{prime}$$, suggesting suppression of magnetic fluctuations. We discussed these experimental facts on the basis of the multipoledegrees of freedom.

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分野:Physics, Multidisciplinary

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