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Self-radiation effects and glassy nature of magnetic transition in AmO$$_2$$ revealed by $$^{17}$$O-NMR

$$^{17}$$O-NMRから明らかになったAmO$$_2$$における自己照射効果と磁気グラス転移

徳永 陽; 西 剛史; 中田 正美; 伊藤 昭憲*; 酒井 宏典; 神戸 振作; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 青木 大*; Walstedt, R. E.*

Tokunaga, Yo; Nishi, Tsuyoshi; Nakada, Masami; Ito, Akinori*; Sakai, Hironori; Kambe, Shinsaku; Homma, Yoshiya*; Honda, Fuminori*; Aoki, Dai*; Walstedt, R. E.*

AmO$$_2$$の低温の磁気相転移の起源を$$^{17}$$O NMR法により調べた。この相転移については帯磁率では8.5K付近で明確な異常が観測されるが、中性子やメスバウアー分光測定では磁気双極子の秩序は観測されていない。このためNpO$$_2$$と同じ高次多極子の秩序の可能性も指摘されていた。今回我々は新たに$$^{17}$$O核を置換したAmO$$_2$$試料を準備し、それをできる限り短時間でNMR実験サイトへと運び測定を行った。これにより自己照射効果がほぼ存在しない場合の電子状態を確認することができた。さらに同試料を極低温状態に一ヶ月保管することで、自己損傷効果が急激に進み、それによって短時間で試料内の電子状態に変化していく様子を観測することができた。さらにNMRスペクトルの温度依存性と核磁気緩和時間の測定から、AmO$$_2$$の磁気相転移がスピン-グラス的な特徴を持つことも明らかになった。

The magnetic phase transition near $$T_0=8.5$$ K in AmO$$_2$$ has been investigated microscopically by means of $$^{17}$$O NMR. To avoid complexities arising from sample aging associated with the alpha decay of $$^{243}$$Am, all measurements have been performed within 40 days after sample synthesis. Even during such a short period, however, a rapid change of NMR line shape has been observed at 1.5 K, suggesting that the ground state of AmO$$_2$$ is very sensitive to disorder. We have also confirmed the loss of $$^{17}$$O NMR signal intensity over a wide temperature range below $$T_0$$, and more than half of oxygen nuclei are undetectable at 1.5 K. This behavior reveals the persistence of slow and distributed spin fluctuations down to temperatures well below $$T_0$$. In the paramagnetic state, strong NMR line broadening and spatially inhomogeneous spin fluctuations have been observed. The results are all indicative of short-range, spin-glass-like character for the magnetic transition in this system.

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パーセンタイル:58.6

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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