スピネル磁性体GeCoOの磁場中中性子回折

Neutron diffraction study in spinel GeCoO in magnetic field

松田 雅昌; 星 武道*; 香取 浩子*; 小坂 昌史*; 高木 英典*

Matsuda, Masaaki; Hoshi, Takemichi*; Katori, Hiroko*; Kosaka, Masashi*; Takagi, Hidenori*

GeCoOで見られる磁場誘起の新しい磁気相における磁気構造を明らかにするために、磁場中で粉末中性子回折実験を行った。実験は原子力機構JRR-3ガイドホールに設置された三軸型中性子分光器TAS-2で10T超伝導マグネットを用いて行った。その結果、磁場上昇とともにゼロ磁場で観測されていた磁気ブラッグ反射強度に変化が見られた。例えば、(1/2, 1/2, 1/2)反射強度は4Tまで増加するが、4T以上では徐々に減少する。このように臨界磁場である4Tに対応して反射強度の異常が観測された。この強度変化は磁気ドメインの再配列(4T以下)と磁気構造の変化(4T以上)の2つが関与していると考えられる。

GeCoO has the spinel structure, in which the Co moments with =3/2 are located at the corners of the tetrahedron. It shows an antiferromagnetic ordering with a characteristic wave vector of =(1/2, 1/2, 1/2) below 21 K accompanied by a structural phase transition from cubic to tetragonal symmetry. This compound also exhibits a magnetic phase transition at 4 T. Magnetic field dependence of some magnetic Bragg peak intensities was measured. For example, the (1/2, 1/2, 1/2) Bragg intensity increases with increasing magnetic field up to 4 T and gradually decreases above 4 T. This characteristic field is consistent with Hc. The field dependence of the intensity probably originates from the combined effects of the redistribution of the magnetic domains and a magnetic phase transition.