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論文

Occupation sites and valence states of Co dopants in (La, Co)-codoped M-type Sr ferrite; $$^{57}$$Fe and $$^{59}$$Co nuclear magnetic resonance studies

酒井 宏典; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; 植田 浩明*; 谷奥 泰明*; 道岡 千城*; 吉村 一良*; 高尾 健太*; 下田 愛子*; et al.

Physical Review B, 98(6), p.064403_1 - 064403_10, 2018/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:59.26(Materials Science, Multidisciplinary)

La, Coを共置換した六方晶SrフェライトにおけるCo置換子の占有サイトと価数、スピン状態を$$^{57}$$Feと$$^{59}$$Co核磁気共鳴(NMR)法によって調べた。単結晶、多結晶試料のゼロ磁場、外部磁場NMRを測定した。フェリ磁性体M型Srフェライトには、上向きスピンをもつ$$12k$$, $$2a$$, $$2b$$,の3つのFeサイトと 下向きスピンの$$4f_1$$, $$4f_2$$の2つのFeサイトがある。NMRスペクトルの比較の結果、La$$^{3+}$$とCo$$^{2+}$$の電荷補償が効いて、大部分のCo$$^{2+}$$$$4f_1$$サイトに入っていて、未消失の小さな軌道磁気モーメントを有している一方、残りの少量Co$${2+}$$イオンは、大きな起動磁気モーメントを有し、$$12k$$, $$2a$$, $$4f_2$$の八面体サイトに分布していると考えられる。

論文

NMR investigation of spin fluctuations in the itinerant-electron magnetic compound $${rm Sr}_{1-x}{rm Ca}_x{rm Co}_2{rm P}_2$$

今井 正樹; 道岡 千城*; 植田 浩明*; 吉村 一良*

Physical Review B, 95(5), p.054417_1 - 054414_7, 2017/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.49(Materials Science, Multidisciplinary)

$$^{31}$$P NMR測定を行い主に常磁性相$${rm Sr}_{1-x}{rm Ca}_x{rm Co}_2{rm P}_2$$ (0$$<x<$$0.5)の遍歴電子のメタ磁性転移とその磁気秩序相(0.7$$times$$1)を明らかにし、また周波数空間におけるスペクトル幅に対応するスピンゆらぎパラメータT0を見積もった。SrCo$$_{2}$$P$$_{2}$$は、層間P-P結合がない擬二次元的な潰れていない正方晶(ucT)格子であるが、CaCo$$_{2}$$P$$_{2}$$はP-P結合をあり3次元の的な潰れた正方晶(cT)格子の物質である。$$T_{0}$$の面内成分は、SrCo$$_{2}$$P$$_{2}$$の面外成分よりもはるかに大きい。$$x$$が0から0.5に増加すると、$$T_{0}$$の面内成分は、メタ磁性遷移場に比例して減少する。反強磁性cT相(0.7$$times$$1)では、常磁性ucT相(0$$times$$0.5)における挙動とは異なり、$$T_{0}$$は一定であり、スピン変動は等方性を示す。これらの結果は、擬二次元的結晶構造に起因する面内スピン変動がこの系の磁気転移に重要な役割を果たすことを示している。

論文

Spin-orbit fluctuations in frustrated heavy-fermion metal LiV$$_{2}$$O$$_{4}$$

富安 啓輔*; 岩佐 和晃*; 植田 浩明*; 新高 誠司*; 高木 英典*; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 稲村 泰弘; 中島 健次; 山田 和芳*

Physical Review Letters, 113(23), p.236402_1 - 236402_5, 2014/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:38.92(Physics, Multidisciplinary)

フラストレーションを持つ重い電子系${it d}$電子金属LiV$$_{2}$$O$$_{4}$$について、飛行時間法による中性子非弾性実験にて、広い運動量とエネルギーの空間に渡ってスピン揺らぎを調べた。${it Q-E}$空間において、${it Q}$=0.6$AA $^{-1}$$を特徴的な値としたピークと2.4$AA $^{-1}$$の周りの広いピークの変化を捉えた。電子の一部が揺らいでいるとした磁気形状因子を用い、短距離反強磁性相関を取り入れた単純な関数でそれらの変化を記述することができ、これは、重い電子系が軌道が結合したスピン-軌道揺らぎにより引き起こされることを示唆している。

論文

Universal magnetic structure of the half-magnetization phase in Cr-based spinels

松田 雅昌; 大山 研司*; 吉居 俊輔*; 野尻 浩之*; Frings, P.*; Duc, F.*; Vignolle, B.*; Rikken, G. L. J. A.*; Regnault, L.-P.*; Lee, S.-H.*; et al.

Physical Review Letters, 104(4), p.047201_1 - 047201_4, 2010/01

 被引用回数:18 パーセンタイル:25.54(Physics, Multidisciplinary)

Using an elastic neutron scattering technique under a pulsed magnetic field up to 30 T, we determined the magnetic structure in the half-magnetization plateau phase in the spinel CdCr$$_2$$O$$_4$$. The magnetic structure has a cubic $$P$$4$$_3$$32 symmetry, which is the same as that observed in HgCr$$_2$$O$$_4$$. This suggests that despite their different zero-field ground states a universal field induced spin-lattice coupling mechanism is at work in the Cr-based spinels.

論文

Spin-lattice instability to a fractional magnetization state in the spinel HgCr$$_{2}$$O$$_{4}$$

松田 雅昌; 植田 浩明*; 吉川 明子*; 田中 良和*; 勝又 紘一*; 鳴海 康雄*; 稲見 俊哉; 上田 寛*; Lee, S.-H.*

Nature Physics, 3(6), p.397 - 400, 2007/06

 被引用回数:79 パーセンタイル:6.93(Physics, Multidisciplinary)

フラストレート反強磁性体は、磁性と構造の自由度が相互に深くかかわり合い、興味ある現象を示すことが大きな特徴である。特にACr$$_{2}$$O$$_{4}$$(A=Hg, Cd)は磁場中の広い領域で磁化1/2のプラトー状態を示すことが磁化の研究から明らかになっている。この現象はスピン格子相互作用に起因していることが理論的研究から示唆されていたが、実験はまだ行われていなかった。われわれは、HgCr$$_{2}$$O$$_{4}$$粉末を用いて磁場中での中性子回折実験とX線回折実験を行った。その結果、プラトー状態ではP4$$_{3}$$32の対称性を持つ磁気構造が安定になるように結晶構造もP4$$_{3}$$32の対称性を持つ構造に転移することを明らかにした。これは、フラストレート反強磁性体における強いスピン-格子相互作用をあらわす重要な結果である。

論文

Spiral spin structure in the Heisenberg pyrochlore magnet CdCr$$_2$$O$$_4$$

松田 雅昌; 武田 全康; 中村 充孝; 加倉井 和久; 大沢 明*; Leli$`e$vre-Berna, E.*; Chung, J.-H.*; 植田 浩明*; 高木 英典*; Lee, S.-H.*

Physical Review B, 75(10), p.104415_1 - 104415_6, 2007/03

 被引用回数:36 パーセンタイル:17.45(Materials Science, Multidisciplinary)

CdCr$$_2$$O$$_4$$はスピネル型構造をしており、正四面体の頂上にあるCr$$^{3+}$$モーメント間に幾何学的フラストレーションが存在している。非偏極中性子回折実験を行ったところ、転移温度7.8K以下で波数ベクトル$$Q$$=(0, $$delta$$, 1)($$delta$$ $$sim$$0.09)を持つ非整合磁気構造をとることがわかった。転移点において$$c$$軸が伸びて、立方晶から正方晶への構造相転移も同時に起こっている。一次元偏極中性子回折実験により、スピンの容易軸(あるいは面)を調べたところ、容易面が$$ac$$面であることがわかった。この結果から、基本構造は$$ac$$面を容易面とするスパイラル構造であることが示唆される。さらに詳細な構造を調べるために、TAS-1に設置されたCRYOPADを用いて三次元偏極中性子解析を行った。その結果、磁気構造が単純な円形のスパイラル構造ではなく、楕円形のスパイラル構造をとっていることが明らかになった。

論文

Quest for the high-filed phase of CdCr$$_2$$O$$_4$$ using an X-ray diffraction technique

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 坪田 雅己; 村田 悠人*; 松田 康弘*; 野尻 浩之*; 植田 浩明*; 村上 洋一*

Journal of Physics; Conference Series, 51, p.502 - 505, 2006/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:3.16

幾何学的フラストレーションのある立方晶スピネルCdCr$$_2$$O$$_4$$の31Tまでのパルス強磁場下単結晶X線回折実験を行った。この化合物は8Kで反強磁性秩序を示すと同時に正方晶への構造変化を起こし、これにより部分的にフラストレーションを解消する。28T以上で飽和磁化の半分の磁化を示す磁化プラトー相が実現し、ここでは、磁気構造に対応して結晶構造が菱面体晶か立方晶になると予想されている。この28Tでの構造変化を観測するためにSPring-8のBL22XUでX線回折実験を実行した。広大な逆空間で何処に現れるかわからない鋭いBraggピークを探すのは簡単な仕事ではない。われわれはこの目的に2次元検出器が有用であることを見いだした。X線シャッターとチョッパーで生成した短いX線パルスと磁場を同期させることにより、高磁場相の逆空間のみを観測した。これによりCdCr$$_2$$O$$_4$$の28Tでの磁場誘起構造変化を観測することに成功した。

論文

Statics and dynamics of incommensurate spin order in a geometrically frustrated antiferromagnet CdCr$$_2$$O$$_4$$

Chung, J.-H.*; 松田 雅昌; Lee, S.-H.*; 加倉井 和久; 植田 浩明*; 佐藤 卓*; 高木 英典*; Hong, K.-P.*; Park, S.*

Physical Review Letters, 95(24), p.247204_1 - 247204_4, 2005/12

 被引用回数:113 パーセンタイル:4.81(Physics, Multidisciplinary)

ACr$$_2$$O$$_4$$(A=Mg, Zn, Cd, Hg)はスピネル型構造をしており、正四面体の頂点にあるCr$$^{3+}$$モーメント間に幾何学的フラストレーションが存在している。このフラストレーションのために構造と磁性が密接に関連した興味ある性質を示す。CdCr$$_2$$O$$_4$$において中性子回折実験を行ったところ、転移温度7.8K以下で波数ベクトル$$Q$$=(0, $$delta$$, 1) ($$delta$$$$sim$$0.09)を持つ非整合磁気構造をとることがわかった。また、転移点において$$c$$軸が伸びて、立方晶から正方晶への構造相転移も同時に起こっている。中性子非弾性散乱実験を行うことにより、Cr$$^{3+}$$モーメント間の相互作用や磁気異方性に由来したギャップの大きさを見積もった。また、磁気モーメントの$$c$$軸方向への整列を一意的に決定した。CdCr$$_2$$O$$_4$$と同様の結晶構造を有するZnCr$$_2$$O$$_4$$やMgCr$$_2$$O$$_4$$では、磁気構造が複雑でありまだ確定されていないが、Crをベースとしたスピネルでは初めてCdCr$$_2$$O$$_4$$において詳細な磁気構造を明らかにした。

口頭

Detailed magnetic structure of a frustrated spinel CdCr$$_2$$O$$_4$$ studied by polarized neutron techniques

松田 雅昌; 大沢 明*; 武田 全康; 加倉井 和久; Chung, J.-H.*; Lee, S.-H.*; 植田 浩明*; 高木 英典*

no journal, , 

CdCr$$_2$$O$$_4$$はスピネル型構造をしており、正四面体の頂上にあるCr$$^{3+}$$モーメント間に幾何学的フラストレーションが存在している。非偏極中性子回折実験を行ったところ、転移温度7.8K以下で波数ベクトル$$Q=(0, delta, 1)$$ ($$deltasim0.09$$)を持つ非整合磁気構造をとることがわかった。転移点においてc軸が伸びて、立方晶から正方晶への構造相転移も同時に起こっている。一次元偏極中性子回折実験により、スピンの容易軸(あるいは面)を調べたところ、容易面がac面であることがわかった。この結果から、基本構造はac面を容易面とするスパイラル構造であることが示唆される。さらに詳細な構造を調べるために、TAS-1に設置されたCRYOPADを用いて三次元偏極中性子解析を行った。その結果、磁気構造が単純な円形のスパイラル構造ではなく、楕円形のスパイラル構造をとっていることが明らかになった。発表ではその原因について考察する。

口頭

Spiral structure of a frustrated spinel CdCr$$_2$$O$$_4$$ studied by polarized neutron techniques

松田 雅昌; 大沢 明*; 武田 全康; 中村 充孝; Leli$`e$vre-Berna, E.*; 加倉井 和久; Chung, J.-H.*; Lee, S.-H.*; 植田 浩明*; 高木 英典*

no journal, , 

CdCr$$_2$$O$$_4$$はスピネル型構造をしており、正四面体の頂上にあるCr$$^{3+}$$モーメント間に幾何学的フラストレーションが存在している。非偏極中性子回折実験を行ったところ、転移温度7.8K以下で波数ベクトル$$Q$$=(0,$$delta$$,1) ($$delta$$$$sim$$0.01)を持つ非整合磁気構造をとることがわかった。転移点においてc軸が伸びて、立方晶から正方晶への構造相転移も同時に起こっている。一次元偏極中性子回折実験により、スピンの容易軸(あるいは面)を調べたところ、容易面がac面であることがわかった。この結果から、基本構造はac面を容易面とするスパイラル構造であることが示唆される。さらに詳細な構造を調べるために、TAS-1に設置されたCRYOPADを用いて三次元偏極中性子解析を行った。その結果、磁気構造が単純な円形のスパイラル構造ではなく、楕円形のスパイラル構造をとっていることが明らかになった。

口頭

スピネル化合物CdCr$$_{2}$$O$$_{4}$$の磁気構造

松田 雅昌; 大沢 明*; 武田 全康; 中村 充孝; 加倉井 和久; Leli$`e$vre-Berna, E.*; Chung, J.-H.*; Lee, S.-H.*; 植田 浩明*; 高木 英典*

no journal, , 

CdCr$$_2$$O$$_4$$はスピネル型構造をしており、正四面体の頂上にあるCd$$^{3+}$$モーメント間に幾何学的フラストレーションが存在している。非偏極中性子回折実験を行ったところ、転移温度7.8K以下で波数ベクトル$$Q$$=(0,$$delta$$,1)($$delta$$$$sim$$0.09)を持つ非整合磁気構造をとることがわかった。転移点において$$c$$軸が伸びて、立方晶から正方晶への構造相転移も同時に起こっている。一次元偏極中性子回折実験により、スピンの容易軸(あるいは面)を調べたところ、容易面が$$ac$$面であることがわかった。この結果から、基本構造は$$ac$$面を容易面とするスパイラル構造であることが示唆される。さらに詳細な構造を調べるために、TAS-1に設置されたCRYOPADを用いて三次元偏極中性子解析を行った。その結果、磁気構造が単純な円形のスパイラル構造ではなく、楕円形のスパイラル構造をとっていることが明らかになった。

口頭

Neutron and X-ray diffraction studies of a frustrated spinel antiferromagnet HgCr$$_2$$O$$_4$$ in high magnetic field

松田 雅昌; 植田 浩明*; 吉川 明子*; 田中 良和*; 勝又 紘一*; 鳴海 康雄*; 稲見 俊哉; 上田 寛*; Lee, S.-H.*

no journal, , 

フラストレート反強磁性体は、磁性と構造の自由度が相互に深くかかわり合い、興味ある現象を示すことが大きな特徴である。特にACr$$_2$$O$$_4$$(A=Cd, Hg)は磁場中の広い領域で磁化1/2のプラトー状態を示すことが磁化の研究から明らかになっている。この現象はスピン-格子相互作用に起因していることが理論的研究から示唆されていたが、実験はまだ行われていなかった。われわれは、HgCr$$_2$$O$$_4$$粉末を用いて磁場中での中性子回折実験とX線回折実験を行った。その結果、プラトー状態では$$P4_332$$の対称性を持つ磁気構造が安定になるように結晶構造も$$P4_332$$の対称性を持つ構造に転移することを明らかにした。これは、フラストレート反強磁性体における強いスピン-格子相互作用をあらわす重要な結果である。

口頭

パルス地場下X線回折によるCdCr$$_2$$O$$_4$$の磁化プラトー相の観測

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 坪田 雅己; 松田 康弘*; 野尻 浩之*; 植田 浩明*

no journal, , 

CdCr$$_2$$O$$_4$$はCr$$^{3+}$$がパイロクロア格子を組むフラストレーション系で、$$T_{rm N}$$=8K以下で磁場を印加すると、28T以上で磁化が一定となる磁化プラトー相が現れる。この磁化プラトー相の安定化には格子歪みがかかわっていることが推測されており、それを確認するために、われわれが最近開発したパルス磁場下X線回折法を用いた。実験はSPring-8のBL22XUを用い、二次元検出器を用いた写真法により、磁化プラトー相のBragg反射を見つけることに成功した。実験結果は磁化プラトー相の440反射が分裂しておらず一本のピークであることを示しており、よって、立方晶$$P4_132$$型の格子歪みが起こっていると推測できる。

口頭

Spin correlations in a frustrated spinel antiferromagnet LiCrMnO$$_4$$

松田 雅昌; 本多 善太郎*; 香取 浩子*; 高木 英典*; 植田 浩明*; 上田 寛*; 三田村 裕之*; 金道 浩一*

no journal, , 

LiCrMnO$$_4$$ shows an interesting behavior in magnetic field. Magnetization in LiCrMnO$$_4$$ gradually increases and saturates at $$sim$$1/2 of the full moment (3$$mu_B$$). This phenomenon is similar to the half-magnetization plateau observed in ACr$$_2$$O$$_4$$ (A: Cd and Hg), which originates from a strong spin-lattice coupling. We performed neutron scattering experiments in LiCrMnO$$_4$$4 in magnetic field up to 10 T to clarify the origin of the plateau-like state. It was found that the magnetic peak at $$Qsim$$0.6 $AA$^{-1}$$ is suppressed with increasing magnetic field although the magnetic peak at $$Qsim$$1.6 $AA$^{-1}$$ is robust. This result suggests that the saturation of the magnetization is not related with the spin-lattice coupling as in ACr$$_2$$O$$_4$$ but spins in phase 2 first align ferromagnetically in low magnetic field. This indicates that the magnetic interactions in phase 2 are relatively small, suggesting that the phase 2 is formed by further-neighbor interactions.

口頭

スピネル反強磁性体CdCr$$_2$$O$$_4$$のパルス強磁場中性子回折

松田 雅昌; 大山 研司*; 吉居 俊輔*; 野尻 浩之*; 植田 浩明*; 上田 寛*; Regnault, L.-P.*; Vignole, B.*; Duc, F.*; Frings, P.*; et al.

no journal, , 

スピネル型磁性体ACr$$_2$$O$$_4$$(A:非磁性元素Zn, Cd, Hg)では、1/2磁化プラトー状態が広い磁場領域で観測されており、スピン-格子相互作用に起因すると理論的に予測されている。これまでに、HgCr$$_2$$O$$_4$$において1/2磁化プラトー状態($$H_csim$$10T)での中性子回折及びX線回折実験が行われており、磁気構造,結晶構造ともに$$P4_3$$32の対称性を持つことが明らかになった。これは、スピン-格子相互作用により結晶歪みが磁気構造を安定化させていることを意味する。この機構がHgCr$$_2$$O$$_4$$に特有なのかACr$$_2$$O$$_4$$に共通しているかを調べるためには、他の物質での実験が必要であるが、候補物質のCdCr$$_2$$O$$_4$$では$$H_csim$$28Tであり、実験は困難であった。われわれは、最近開発されたパルス磁石を用いて、30Tまでの磁場中で中性子回折実験を行った。その結果、磁気構造が$$P4_3$$32の対称性を持つことを示した。このように、ACr$$_2$$O$$_4$$における磁場誘起のスピン-格子相互作用には、Aサイト元素によらず共通の機構が働いていることを実験的に明らかにした。

口頭

スピネル反強磁性体CdCr$$_2$$O$$_4$$のパルス強磁場中性子回折

松田 雅昌; 大山 研司*; 吉居 俊輔*; 野尻 浩之*; 植田 浩明*; 上田 寛*; Regnault, L.-P.*; Vignole, B.*; Duc, F.*; Frings, P.*; et al.

no journal, , 

強いフラストレート磁性を示すスピネル磁性体$$A$$Cr$$_2$$O$$_4$$($$A$$:非磁性元素Zn, Cd, Hg)では1/2磁化プラトー状態が広い磁場領域で観測されており、スピン-格子相互作用に起因すると理論的に予測されている。これまでに、HgCr$$_2$$O$$_4$$において1/2磁化プラトー状態($$H_csim$$10T)での中性子回折及びX線回折実験が行われており、磁気構造,結晶構造ともにP4$$_3$$32の対称性を持つことがわかっている。これは、スピン-格子相互作用により結晶歪みが磁気構造を安定化させていることを意味する。この機構がHgCr$$_2$$O$$_4$$に特有なのか$$A$$Cr$$_2$$O$$_4$$に共通しているかを調べるためには、他の物質での実験が必要であるが、候補物質のCdCr$$_2$$O$$_4$$では$$H_csim$$28Tであり、従来の手法を用いての実験は困難であった。われわれは、最近開発された中性子散乱実験用パルス磁石を用いて、30Tまでの磁場中で中性子回折実験を行った。その結果、$$H>H_c$$で(1,$$-$$1,0)磁気ブラッグ反射が出現し、(2,$$-$$2,0)磁気ブラッグ反射は観測されないことを明らかにした。

口頭

Universal magnetic structure of the half-magnetization phase in Cr-based spinels

松田 雅昌; 大山 研司*; 吉居 俊輔*; 野尻 浩之*; Frings, P.*; Duc, F.*; Vignole, B.*; Rikken, G. L. J. A.*; Regnault, L.-P.*; Lee, S.-H.*; et al.

no journal, , 

Using an elastic neutron scattering technique under a pulsed magnetic field up to 30 T, we determined the magnetic structure in the half-magnetization plateau phase in the spinel CdCr$$_2$$O$$_4$$. The magnetic structure has a cubic $$P$$4$$_3$$32 symmetry, which is the same as that observed in HgCr$$_2$$O$$_4$$. This suggests that despite their different zero-field ground states a universal field induced spin-lattice coupling mechanism is at work in the Cr-based spinels.

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