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La-Co置換系M型Srフェライトの$$^{59}$$Co核NMR

$$^{59}$$Co NMR study in La-Co substituted $$M$$-type Sr Ferrite

酒井 宏典; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; 下田 愛子*; 和氣 剛*; 田畑 吉計*; 中村 裕之*

Sakai, Hironori; Hattori, Taisuke; Tokunaga, Yo; Kambe, Shinsaku; Shimoda, Aiko*; Waki, Takeshi*; Tabata, Yoshikazu*; Nakamura, Hiroyuki*

SrFe$$_{12}$$O$$_{19}$$及び、La-Co共置換系Sr$$_{1-x}$$La$$_x$$Fe$$_{12-x}$$Co$$_{x}$$O$$_{19}$$の粉末試料、フラックス法で育成された単結晶を用いて、ゼロ磁場NMR実験を行った。低周波側50-100MHzと高周波側300-400MHzに$$^{59}$$Co核NMR信号を観測した。スペクトル強度は、低周波側の方が強い。従来、La$$^{3+}$$と電荷補償の結果、Coイオンは2価となっていると考えられており、$$^{59}$$Co核NMRが低周波域と高周波域で同時に観測されていることは、(1)共置換試料でCo$$^{2+}$$の低スピン状態($$S=frac{1}{2}$$)と高スピン状態($$S=frac{3}{2}$$)とが共存、していることを示唆しているように思える。一方で、電荷状態に関して確定的な情報がないことから、(2)2価Co$$^{2+}$$ (高スピン$$S=3/2$$)と3価Co$$^{3+}$$ (低スピン$$S=0$$)との共存、というシナリオでの解釈も可能となる。現在、妥当な解釈を探るため、各Coイオン状態における超微細磁場の大きさの検討や、他の微視的実験手段における解釈妥当性、第一原理計算によるCoイオン状態安定性などを検討している。

Zero field NMR experiments have been done using powdered samples and single crystals of SrFe$$_{12}$$O$$_{19}$$ and La-Co co-substituted Sr$$_{1-x}$$La$$_x$$Fe$$_{12-x}$$Co$$_{x}$$O$$_{19}$$. The single crystals were grown by the flux method. $$^{59}$$Co NMR signals have been observed in the lower frequency range of 50-100 MHz and in the higher frequency range of 300-400 MHz. Spectral intensity in the lower frequency range is stronger than that in the higher frequency range. We will discuss the spin and charge states of Co ions using the NMR results, some complementary experiments and theoretical considerations.

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