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Crystal structure and magnetism of MnO under pressure

高圧下におけるMnOの結晶構造と磁性

Klotz, S.*; 小松 一生*; Polian, A.*; 町田 真一*; 佐野 亜沙美  ; Iti$'e$, J.-P.*; 服部 高典 

Klotz, S.*; Komatsu, Kazuki*; Polian, A.*; Machida, Shinichi*; Sano, Asami; Iti$'e$, J.-P.*; Hattori, Takanori

マンガン酸化物(MnO)は、反強磁性モット絶縁体の典型物質である。今回、我々は、高圧下においてネール温度$$T_{N}$$を挟んだ温度域で磁気秩序と格子歪の相互作用を、X線および中性子回折により調べた。その結果、体積歪は圧力に対して鈍感であること、$$T_{N}$$$$T_{N}/dP$$=+4.5(5)K/GPaで上昇すること、格子歪$$alpha$$$$dalpha/dP$$=+0.018$$^{circ}$$/GPaで増大することがわかった。これらの結果は、$$J_{1}$$, $$J_{2}$$相互作用定数の原子間距離への影響を調べることや、また第一原理計算による理論予測と比較を可能にする。反強磁性相互作用に起因する散漫散乱は、$${approx}$$1.2$$T_{N}$$まで観測され、長距離秩序は、室温では42GPaで現れる。

Manganese oxide (MnO) is a prototype of an antiferromagnetic Mott-insulator. Here we investigate the interplay of magnetic ordering and lattice distortion across the N$'e$el temperature $$T_{N}$$ under pressure using neutron and X-ray diffraction. We find an increase of $$T_{N}$$ with a rate of $$T_{N}/dP$$ = +4.5(5) K/GPa, an increase of the rhombohedral distortion $$alpha$$ by $$dalpha/dP$$ = +0.018$$^{circ}$$/GPa, as well as a volume striction which is insensitive to pressure. These results allow to retrieve the dependence of the coupling constants $$J_{1}$$ and $$J_{2}$$ on interatomic distances and compare it to first-principles predictions. Antiferromagnetic diffuse scattering was observed up to $$sim$$1.2 $$T_{N}$$, and long-range magnetic order appears at room temperature at 42 GPa.

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分野:Materials Science, Multidisciplinary

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