P-NMR study of hyperfine interactions and magnetic fluctuations in the neptunium-based filled skutterudite NpFeP

ネプツニウムを含む充填スクッテルダイトNpFePの超微細相互作用と磁気揺らぎのP-NMRによる研究

徳永 陽  ; 神戸 振作  ; 酒井 宏典   ; 中堂 博之 ; 松田 達磨; 芳賀 芳範   ; 安岡 弘志; 青木 大*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*; 大貫 惇睦

Tokunaga, Yo; Kambe, Shinsaku; Sakai, Hironori; Chudo, Hiroyuki; Matsuda, Tatsuma; Haga, Yoshinori; Yasuoka, Hiroshi; Aoki, Dai*; Homma, Yoshiya*; Shiokawa, Yoshinobu*; Onuki, Yoshichika

ネプツニウム系充填スクッテルダイト化合物NpFePの単結晶を用いてP-NMR測定を行った。NMRスペクトルの角度依存性からPサイトにおける超微細相互作用を見積り、P-3軌道の局所スピン密度を評価した。その結果、軌道の混成効果により、主としてNpの5軌道からNpイオン方向に伸びたPの3軌道へスピンモーメントの移行が生じていることがわかった。しかしその程度は通常の金属よりも十分に小さく、5電子はこの系では局在的な性質を持つことが明らかになった。われわれはさらにスピン-格子緩和時間の測定から、磁場によりNp 5電子のスピン揺らぎが強く抑制されることを見いだした。このことはこの系の大きな負の磁気抵抗効果の起源が、スピン揺らぎに伴う電子散乱効果の減少にあることを示している。

P-NMR measurements have been performed on a single crystal of the neptunium-based filled skutterudite NpFeP. We have observed transferred hyperfine interactions at the P sites, which lead to an estimate of the local spin density in the P 3 orbitals. It is shown that a fraction of the Np 5 spin moments is transferred mostly into the P 3 orbitals extending toward the inside of a P-cage. The weak hybridization between Np 5 and P 3 orbitals suggests a localized character for Np 5 electrons. We have also measured the field and temperature dependences of the nuclear spin-lattice relaxation rate (). The data reveal that the low-energy spin fluctuations of Np 5 spin moments are strongly suppressed by applied fields over a relatively wide temperature range. The present NMR results demonstrate that the negative magnetoresistance comes from a reduction of the magnetic scattering from Np 5 spin moments by an applied field.