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Emergent antiferromagnetism out of the "hidden-order" state in URu$$_2$$Si$$_2$$; High magnetic field nuclear magnetic resonance to 40 T

URu$$_2$$Si$$_2$$における「隠れた秩序」から出現した反強磁性; 40Tまでの強磁場核磁気共鳴

酒井 宏典; Urbano, R. R.*; 徳永 陽; 神戸 振作; 鈴木 通人; Kuhns, P. L.*; Reyes, A. P.*; Tobash, P. H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Sakai, Hironori; Urbano, R. R.*; Tokunaga, Yo; Kambe, Shinsaku; Suzuki, Michito; Kuhns, P. L.*; Reyes, A. P.*; Tobash, P. H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

$$^{29}$$Si核を完全濃縮したURu$$_2$$Si$$_2$$単結晶を用いて、$$^{29}$$Si核核磁気共鳴(NMR)を行い、「隠れた秩序」(HO)状態と隣接する磁気相について微視的に調べた。極低温0.4Kで、HO相内22T付近にNMRシフトの異常が見られ、この磁場でフェルミ面不安定性があることを確認した。さらに、磁場をかけるとNMRシフトは顕著に増大し、臨界磁場$$H_csim$$35.6TのHO相の終焉と共にNMR信号は突然消失した。しかし、$$H_c$$以上の温度4.2Kで、HO相に隣接する磁気相のNMRスペクトルを測定できた。このスペクトル形状は、この磁気相の構造がイジング異方性をもつウランの磁気モーメントが並んだものによることを示している。

Very high field $$^{29}$$Si-NMR measurements using a fully $$^{29}$$Si-enriched URu$$_2$$Si$$_2$$ single crystal were carried out in order to microscopically investigate the "hidden order" (HO) state and adjacent magnetic phases in the high field limit. At the lowest measured temperature of 0.4 K, a clear anomaly reflecting a Fermi surface instability near 22 T inside the HO state is detected by the $$^{29}$$Si shift, $$^{29}K_c$$. Moreover, a strong enhancement of $$^{29}K_c$$ develops near a critical field $$H_{rm c}simeq 35.6$$ T, and the $$^{29}$$Si-NMR signal disappears suddenly at $$H_{rm c}$$, indicating the total suppression of the HO state. Nevertheless, a weak and shifted $$^{29}$$Si-NMR signal reappears for fields higher than $$H_{rm c}$$ at 4.2 K, providing evidence for a magnetic structure within the magnetic phase caused by the Ising-type anisotropy of the uranium ordered moments.

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分野:Physics, Multidisciplinary

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