La substitution effect and hyperfine-enhanced Pr nuclear spin dynamics in PrPb; La NMR study in PrLaPb

PrPbにおけるLa置換効果並びにPr増強核スピンの動的性質; PrLaPbにおけるLa NMR研究

徳永 陽  ; 酒井 宏典   ; 中堂 博之 ; 神戸 振作  ; 安岡 弘志; 鈴木 博之*; Walstedt, R. E.*; 本間 佳哉*; 青木 大*; 塩川 佳伸*

Tokunaga, Yo; Sakai, Hironori; Chudo, Hiroyuki; Kambe, Shinsaku; Yasuoka, Hiroshi; Suzuki, Hiroyuki*; Walstedt, R. E.*; Homma, Yoshiya*; Aoki, Dai*; Shiokawa, Yoshinobu*

PrPbにおける長周期構造を持った四極子秩序の発見は、これまでなかった伝導電子を介した長距離型の四極子間相互作用の存在を示唆しており極めて重要である。この四極子秩序はPrサイトへのわずかなLa置換により消失することが知られている。そこでわれわれはLaを3%ドープしたPrPbにおいてLa NMR測定を行い、La置換がPrPbに与える局所的な影響を微視的に探った。その結果、Laを置換しても最隣接のPrサイトの結晶場は大きく乱されておらず、非磁性の基底状態は保存されていることが確認された。さらにスピン-格子緩和時間の測定から、低温での予期されない磁気揺らぎの発達を観測した。解析の結果、この揺らぎの発達はPr増強核スピンとLa核との強い結合に起因することを明らかにした。

La NMR studies have been performed on PrPb substituted with 3% La. The temperature dependence of the local magnetic susceptibility around La ions has been extracted from the La Knight shift. These data show that the non-magnetic crystalline-electric-field (CEF) ground state (GS) is preserved even at the nearest neighboring Pr ions, although their CEF level scheme is slightly modified due to the La substitution. On the other hand, the temperature dependence of the nuclear spin-lattice relaxation rate is found to be well reproduced by assuming the same CEF level scheme over a wide temperature range. However, shows a strong upturn below 10 K, which is not expected from the non-magnetic CEF GS. We show that the low temperature anomaly can be quantitatively understood in terms of a cross-relaxation process between Pr and La nuclear spins.