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High-pressure suppression of long-range magnetic order in the triangular-lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$

高圧力による三角格子反強磁性体CuFeO$$_{2}$$の長距離秩序の抑制

寺田 典樹*; 長壁 豊隆 ; 北澤 英明*

Terada, Noriki*; Osakabe, Toyotaka; Kitazawa, Hideaki*

三角格子反強磁性体CuFe$$_{2}$$について、静水圧下の中性子回折により、長距離磁気秩序(LRMO)が圧力により抑制されることを観測した。大気圧下の4格子のLRMO基底状態は7.9GPaでほぼ消失し、q=(0.192, 0.192, 1.5)という温度非依存の格子非整合の秩序に置き換わる。この7.9GPaで観測された格子非整合の波数は、大気圧下で格子歪みとともにLRMOが発達し始める直上の温度で観測されると予測される波数と一致する。したがって、圧力によって長距離秩序が消失するのは、磁気フラストレーションを解消して基底状態を長距離秩序へと導く格子歪みが、圧力によって抑制されたためと結論できる。

We succeeded in observing pressure-suppressed magnetic long-range ordering (LRO) in the triangular-lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$, using neutron-diffraction experiments under an isotropic pressure. The magnetic LRO of the four-sublattice ground state under ambient pressure in CuFeO$$_{2}$$ almost disappears at the high pressure of 7.9 GPa, and is replaced by an incommensurate order with temperature-independent wave number of (0.192 0.192 1.5). The incommensurate wave number observed at 7.9 GPa corresponds to that observed just above the temperature at which lattice distortion and magnetic LRO simultaneously occur under ambient pressure. Therefore, the long-range magnetic ordering disappears because the high pressure suppressed the lattice distortion that otherwise relieves spin frustration and leads the spin system to LRO.

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パーセンタイル:48.1

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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