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論文

Spin gap in the weakly interacting quantum spin chain antiferromagnet KCuPO$$_{4}$$$$cdot$$H$$_{2}$$O

藤原 理賀; 萩原 雅人; 森田 克洋*; 村井 直樹; 幸田 章宏*; 岡部 博孝*; 満田 節生*

Physical Review B, 107(5), p.054435_1 - 054435_8, 2023/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.054435

$$S$$ = 1/2ハイゼンベルグ直線鎖反強磁性体は、最も単純なスピンモデルであるが、様々な量子多体現象のプラットフォームを提供する。この論文では、準一次元反強磁性体KCuPO$$_{4}$$$$cdot$$H$$_{2}$$Oの磁性を報告した。$$T_{rm{N}}$$ = 11.7(1) Kにおいて、格子整合な長距離反強磁性秩序が形成され、その磁気モーメントの大きさは0.31(1) $$mu_{rm{B}}$$である事がわかった。また鎖内相互作用$$J$$と鎖間相互作用$$|J'|$$の大きさはそれぞれ172Kと4.25(4) Kと見積もられ、$$|J'|$$/$$J$$の比は0.0247(3)である。中性子非弾性散乱実験により、$$T_{rm{N}}$$より高温では、一次元ハイゼンベルグ量子スピン鎖の特徴である連続体励起スペクトルが観測され、$$T_{rm{N}}$$より低温では、分散励起にスピンギャップが観測された。これらの結果は、弱く結合した$$S$$ = 1/2ハイゼンベルグスピン鎖系で観測される性質と一致する。

論文

Ferroaxial transitions in glaserite-type compounds; Database screening, phonon calculations, and experimental verification

山岸 茂直*; 林田 健志*; 三澤 龍介*; 木村 健太*; 萩原 雅人; 村田 智城*; 廣瀬 左京*; 木村 剛*

Chemistry of Materials, 35(2), p.747 - 754, 2023/01

https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c03540
 被引用回数：0

The so-called "ferroaxial transition" characterized by a rotational structural distortion that breaks a mirror symmetry has gained growing interest in terms of a new class of ferroic state in crystalline materials. RbFe(MoO$$_{4}$$)$$_{2}$$ which belongs to glaserite-type compounds, $X□;1$$Y□;2$[$$M(T$$O$$_{4}$$)$$_{2}$$], is one of the most representative materials showing a ferroaxial transition, i.e., ferroaxial materials. Considering a variety of glaserite-type compounds, we expect that they provide a good arena for ferroaxial materials. In this work, we explored new ferroaxial materials by formula-based screening using regular expression search and symmetry detection algorithm. As a result, we found that a glaserite-type compound, K$$_{2}$$Zr(PO$$_{4}$$)$$_{2}$$, is one of the promising candidates for ferroaxial materials. Experimentally, we demonstrate that K$$_{2}$$Zr(P O$$_{4}$$)$$_{2}$$ shows a ferroaxial transition at about 700 K, which is well explained by ab initio phonon calculations. The ferroaxial nature of K$$_{2}$$Zr(PO$$_{4}$$)$$_{2}$$ is further confirmed by the observation of its domain structures using a linear electrogyration effect, that is, optical rotation in proportion to an applied electric field. Our work provides an effective approach to exploring ferroaxial materials.

論文

Hyperfine splitting and nuclear spin polarization in NdPd$$_5$$Al$$_2$$ and Nd$$_3$$Pd$$_{20}$$Ge$$_6$$

目時 直人; 柴田 薫; 松浦 直人*; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 山内 宏樹; 萩原 雅人; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054710_1 - 054710_6, 2022/05

https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.054710
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

NdPd$$_5$$Al$$_2$$におけるNdの超微細相互作用分裂を高分解能の中性子非弾性散乱によって研究した。Nd核の核スピン($$I$$=7/2)と、$$|pm9/2rangle$$の軌道が主成分の$$Gamma_6$$基底状態を示す4$$f$$電子との間の超微細相互作用によって、磁気秩序相において生じた超微細相互作用分裂に起因する中性子非弾性散乱ピークを、$$hbaromega$$ = $$pm$$3$$mu$$eVのエネルギーに観察した。低温では、Nd核スピンの低エネルギー状態の占拠確率が増加することによりNd核スピンが偏極し、反強磁性散乱ピーク強度に寄与するが、その際、中性子の非スピン反転過程の寄与が最も大きい。この現象の応用として反強磁性散乱ピーク強度の温度変化から、Nd$$_3$$Pd$$_{20}$$Ge$$_6$$のNd磁気モーメント及び超微細相互作用分裂の大きさを見積もることに成功した。

論文

Magnetism of Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ with andalusite structure

柿本 和勇*; 高田 早紀*; 太田 寛人*; 原口 祐哉*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 三田村 裕幸*; 徳永 将史*; 畠山 温*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054704_1 - 054704_7, 2022/05

https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.054704
 被引用回数：1 パーセンタイル：63.35(Physics, Multidisciplinary)

The magnetism of Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ from $${x = 0.09}$$ to $${0.91}$$ with the andalusite structure was examined. Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ at low temperatures was found to show a weak ferromagnet-like behavior for $${x < 0.3}$$ and a spin glass behavior for $${x > 0.3}$$. The small spontaneous magnetization observed in the weak ferromagnet-like samples may be caused by the existence of Dzyaloshinsky-Moriya interaction and the difference in the magnitude of the magnetic moments of Fe$$^{3+}$$ in the octahedral and trigonal bipyramidal sites. The appearance of the spin glass behavior implies that the dilution of Fe ions by Al ions in Al$$_{x}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ causes the competition between ferromagnetic and antiferromagnetic interactions. The $$x$$ dependence of the site occupancy of Fe ions suggests that Fe$$_{2}$$GeO$$_{5}$$ with the andalusite structure cannot be synthesized.

論文

Sinusoidal magnetic structure of andalusite-type AlxFe$$_{2}$$-xGeO$$_{5}$$ with $$x$$ = 0.09 and 0.15

柿本 和勇*; 太田 寛人*; 原口 祐哉*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 香取 浩子*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054707_1 - 054707_9, 2022/05

https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.054707
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

Neutron diffraction experiments on polycrystalline andalusite-type Al$$_{2}$$Fe$$_{2-x}$$GeO$$_{5}$$ with $$x = 0.09$$ to $$0.15$$ were performed. The magnetic Bragg peaks with the propagation vector of $$kappa$$$$_{x=0.09}$$ = (0, 0.150(1), 0) for the sample with $${x = 0.09}$$ and $$kappa$$$$_{x=0.15}$$ = (0, 0.141(1), 0) for the sample with $${x = 0.15}$$ were observed, which means that an incommensurate magnetic order was realized for each sample. The calculation of the magnetic structure factors by the Pawley method and the analysis of the irreducible representations revealed that both samples have a magnetic structure in which the magnetic moments rotate in the crystallographic $$ab$$-plane with sinusoidal modulation along the $$b$$-axis. By the Luttinger Tisza method, we determined the sign of the nearest-neighbor exchange interaction consists that reproduce the magnetic structure obtained by the irreducible representation analysis.

論文

Structural phase transition in cobalt oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ observed by high-resolution synchrotron and neutron diffraction

下野 聖矢*; 石橋 広記*; 永吉 祐輔*; 池野 豪一*; 河口 彰吾*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 市橋 克哉*; 西原 禎文*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 163, p.110568_1 - 110568_7, 2022/04

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2021.110568
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Chemistry, Multidisciplinary)

The structural phase transition from cubic ($$Ibar{4}3m$$) to a $$c > a$$ tetragonal ($$Ibar{4}$$) at $$T_{rm S}$$ $$sim$$ 180 K was found in non-centrosymmetric oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ by high-resolution neutron and synchrotron powder diffraction. To investigate this phase transition, specific heat, magnetization, and dielectric measurements were performed. Although the specific heat and dielectric constant showed anomalies at $$T_{rm S}$$, a phase transition to ferroelectricity was not observed in the polarization hysteresis loop down to 30 K. The rotation of the CoO$$_{2}$$F$$_{4}$$ octahedron was observed at $$T_{rm S}$$ from the structural analysis using synchrotron and neutron powder diffraction data. It was found that the magnetic phase transition from paramagnetic to G-type antiferromagnetic occurred at $$T_{rm N}$$ $$sim$$ 67 K, at which a peak was observed in the specific heat measurements, via magnetic structure analysis using neutron powder diffraction data. The magnetic moments of Co$$^{2+}$$ were aligned along the tetragonal $$c$$-axis direction with a Co$$^{2+}$$ moment of 2.80(1) $$mu_{rm B}$$ at 13 K.

論文

Contrasting magnetic structures in SrLaCuSbO$$_{6}$$ and SrLaCuNbO$$_{6}$$; Spin-$$frac{1}{2}$$ quasi-square-lattice $$J_{1}$$-$$J_{2}$$ Heisenberg antiferromagnets

渡邊 正理*; 栗田 伸之*; 田中 秀数*; 植野 航*; 松井 一樹*; 後藤 貴行*; 萩原 雅人

Physical Review B, 105(5), p.054414_1 - 054414_12, 2022/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.054414
 被引用回数：1 パーセンタイル：59.23(Materials Science, Multidisciplinary)

We report the magnetic properties of the double perovskites SrLaCuSbO$$_{6}$$ (SLCSO) and SrLaCuNbO$$_{6}$$ (SLCNO). The temperature dependence of the magnetic susceptibilities of both com-pounds shows a broad maximum characteristic of an $$S$$ = 1/2 square lattice Heisenberg antiferromagnet. Magnetic ordering occurs at $$T$$$$_{rm N}$$ = 13.6 and 15.7 K for SLCSO and SLCNO, respectively. Neutron powder diffraction measurements reveal contrasting spin structures in both compounds. The spin structures of SLCSO and SLCNO below $$T$$$$_{rm N}$$ are N$'e$el antiferromagnetic and collinear antiferromagnetic, respectively. This result demonstrates that the nearest-neighbor interaction is dominant in SLCSO, whereas the next-nearest-neighbor interaction is dominant in SLCNO. The magnitude of the ordered moment was evaluated at 3.5 K to be $$m$$ = 0.39(3) $$mu$$$$_{rm B}$$ for SLCSO and 0.29(2) $$mu$$$$_{rm B}$$ for SLCNO, which are significantly smaller than those calculated using linear spin wave theory. We infer that the small ordered moment is caused by the effect of exchange bond randomness arising from the site disorder of Sr and La ions.

論文

Phase transition and domain formation in ferroaxial crystals

林田 健志*; 上村 洋平*; 木村 健太*; 松岡 悟志*; 萩原 雅人; 廣瀬 左京*; 盛岡 仁*; 長谷川 達夫*; 木村 剛*

Physical Review Materials (Internet), 5(12), p.124409_1 - 124409_10, 2021/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.5.124409
 被引用回数：4 パーセンタイル：41.78(Materials Science, Multidisciplinary)

The ferroaxial order, which is characterized by a rotational structural distortion in a crystal, has been recently proposed as one of ferroic orders. Though the domain formation is a characteristic feature in ferroic materials, there has been little study done concerning that for the ferroaxial order. Here, we investigate ferroaxial domains that are formed through a ferroaxial transition in two representative ferroaxial materials, NiTiO$$_{3}$$ and RbFe(MoO$$_{4}$$)$$_{2}$$. We spatially resolve their domain structures using an optical method based on electric-field- induced optical rotation, that is, electrogyration (EG). In NiTiO$$_{3}$$, multi-domains are constructed when crystals undergo a ferroaxial transition and the domain size depends on the cooling rate around the transition temperature. Furthermore, the ferroaxial domain structure obtained by the EG measurement is well matched with that by scanning X-ray diffraction (XRD). RbFe(MoO$$_{4}$$)$$_{2}$$ also exhibits multi-domain states in which domain patterns are different each time a crystal undergoes a ferroaxial transition. In addition, the temperature dependence of the EG signal well obeys that of the order parameter of a first-order phase transition. These results ensure the effectiveness of the EG effect to elucidate the nature of ferroaxial order.

論文

Coexistence of magnetoelectric and antiferroelectric-like orders in Mn$$_{3}$$Ta$$_{2}$$O$$_{8}$$

木村 健太*; 八木 直輝*; 長谷川 舜介*; 萩原 雅人; 三宅 厚志*; 徳永 将史*; Cao, H.*; 益田 隆嗣*; 木村 剛*

Inorganic Chemistry, 60(20), p.15078 - 15084, 2021/10

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02461
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

In materials showing a linear magnetoelectric (ME) effect, unconventional functionalities can be anticipated such as electric control of magnetism and nonreciprocal optical responses. Thus, the search of new linear ME materials is of interest in materials science. Here, using a recently proposed design principle of linear ME materials, which is based on the combination of local structural asymmetry and collinear antiferromagnetism, we demonstrate that an anion-deficient fluorite derivative Mn$$_{3}$$Ta$$_{2}$$O$$_{8}$$ is a new linear ME material. This is evidenced by the onset of magnetic-field-induced electric polarization in its collinear antiferromagnetic phase below $$T_{rm N}$$ = 24 K. Furthermore, we also find an antiferroelectric-like phase transition at $$T_{rm S}$$ = 55 K, which is attributable to an off-center displacement of magnetic Mn$$^{2+}$$ ions. The present study shows that Mn$$_{3}$$Ta$$_{2}$$O$$_{8}$$ is a rare material that exhibits both ME and antiferroelectric-like transitions. Thus, Mn$$_{3}$$Ta$$_{2}$$O$$_{8}$$ may provide an opportunity to investigate the physics associated with complicated interactions between magnetic (spin) and electric dipole degrees of freedom.

論文

Strong lattice anharmonicity exhibited by the high-energy optical phonons in thermoelectric material

Wu, P.*; Fan, F.-R.*; 萩原 雅人*; 古府 麻衣子; Peng, K.*; 石川 喜久*; Lee, S.*; 本田 孝志*; 米村 雅雄*; 池田 一貴*; et al.

New Journal of Physics (Internet), 22(8), p.083083_1 - 083083_9, 2020/08

https://doi.org/10.1088/1367-2630/aba98f
 被引用回数：5 パーセンタイル：48.03(Physics, Multidisciplinary)

熱電材料SnSeは、過去数年間で世界的な関心を呼び、その固有の強い格子非調和性は、その優れた熱電性能の重要な要素と見なされている。一方、SnSeにおける格子非調和性の理解は、特にフォノンダイナミクスがこの動作によってどのように影響を受けるかに関して、依然として不十分である。そのため、中性子全散乱,非弾性中性子散乱,ラマン分光法、および凍結フォノン計算により、Na$$_{0.003}$$Sn$$_{0.997}$$Se$$_{0.9}$$S$$_{0.1}$$の格子力学の包括的な研究を行った。格子非調和性は、対分布関数,非弾性中性子散乱、およびラマン測定によって確かめられた。熱膨張と多重フォノン散乱の影響を分離することにより、後者は高エネルギー光学フォノンモードで非常に重要であることがわかった。フォノンモードの強い温度依存性は、この系の非調和性を示している。さらに、我々のデータは、Sドーピングにより、高エネルギー光学フォノンの線幅が広がることを明らかにした。私たちの研究は、SnSeの熱電性能は、フォノンエンジニアリングを介して格子熱伝導率への高エネルギー光学フォノンモードの寄与を減らすことによってさらに強化できることを示唆する。

論文

High-temperature short-range order in Mn$$_3$$RhSi

山内 宏樹; Sari, D. P.*; 渡邊 功雄*; 安井 幸夫*; Chang, L.-J.*; 近藤 啓悦; 伊藤 孝; 石角 元志*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; et al.

Communications Materials (Internet), 1, p.43_1 - 43_6, 2020/07

https://doi.org/10.1038/s43246-020-0042-1

中性子とミュオンの相補利用により、720Kまでの高温での短距離磁気秩序現象をMn$$_3$$RhSiで発見した。

論文

Emergent spin-1 Haldane gap and ferroelectricity in a frustrated spin-$$frac{1}{2}$$ ladder

上田 宏*; 小野田 繁樹*; 山口 泰弘*; 木村 剛*; 吉澤 大智*; 森岡 俊晶*; 萩原 政幸*; 萩原 雅人*; 左右田 稔*; 益田 隆嗣*; et al.

Physical Review B, 101(14), p.140408_1 - 140408_6, 2020/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.140408
 被引用回数：2 パーセンタイル：18.66(Materials Science, Multidisciplinary)

We report experimental and theoretical evidence that Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$ has a nonmagnetic tetramer ground state of a two-leg ladder comprising antiferromagnetically coupled frustrated spin-$$frac{1}{2}$$ chains and exhibits a Haldane spin gap of emergent spin-1 pairs. Three spin excitations split from the spin-1 triplet by a Dzyaloshinskii-Moriya interaction are identified in inelastic neutron-scattering and electron spin resonance spectra. A tiny magnetic field generates ferroelectricity without closing the spin gap, indicating a unique class of ferroelectricity induced by a vector spin chirality order.

論文

The $$f$$-electron state of the heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ and the isostructural family

目時 直人; Aczel, A. A.*; 青木 大*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Griveau, J.-C.*; 萩原 雅人*; Hong, T.*; 芳賀 芳範; 池内 和彦*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011123_1 - 011123_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011123

希土類(4$$f$$)やアクチノイド(5$$f$$)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体$$f$$電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPd$$_5$$Al$$_2$$と関連物質の$$f$$電子状態について述べる。

論文

Magnon pairs and spin-nematic correlation in the spin Seebeck effect

廣部 大地*; 佐藤 正寛*; 萩原 雅人*; 塩見 雄毅*; 益田 隆嗣*; 齊藤 英治

Physical Review Letters, 123(11), p.117202_1 - 117202_7, 2019/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.117202
 被引用回数：8 パーセンタイル：62.78(Physics, Multidisciplinary)

Investigating exotic magnetic materials with spintronic techniques is effective at advancing magnetism as well as spintronics. In this work, we report unusual field-induced suppression of the spin Seebeck effect (SSE) in a quasi-one-dimensional frustrated spin-$$frac{1}{2}$$ magnet LiCuVO$$_4$$, known to exhibit spin-nematic correlation in a wide range of external magnetic field $$B$$. The suppression takes place above $$|B| gtrsim 2$$ T in spite of the $$B$$-linear isothermal magnetization curves in the same $$B$$ range. The result can be attributed to the growth of the spin-nematic correlation while increasing $$B$$. The correlation stabilizes magnon pairs carrying spin 2, thereby suppressing the interfacial spin injection of SSE by preventing the spin-1 exchange between single magnons and conduction electrons at the interface. This interpretation is supported by integrating thermodynamic measurements and theoretical analysis on the SSE.

論文

$$f$$-electron states in PrPd$$_5$$Al$$_2$$

目時 直人; 山内 宏樹; 鈴木 博之*; 北澤 英明*; 萩原 雅人*; 益田 隆嗣*; Aczel, A. A.*; Chi, S.*; Hong, T.*; 松田 雅昌*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(9), p.094704_1 - 094704_8, 2018/09

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.094704
 被引用回数：6 パーセンタイル：51.04(Physics, Multidisciplinary)

中性子非弾性散乱実験によりPrPd$$_5$$Al$$_2$$の$$f$$電子状態を明らかにした。この物質のユニークな結晶構造に起因する2次元的な結晶場ポテンシャルにより、大きな$$J_z$$を伴う平べったい$$f$$軌道が安定化し、イジング型の磁気異方性が生じることがわかった。この2次元的な結晶場ポテンシャルは同じ結晶構造を持つ希土類化合物RPd$$_5$$Al$$_2$$に共通に存在し、重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$におけるXY型磁気異方性への変化を系統的に説明することができる。それは、$$f$$電子の局所的な性質がこの物質系の物性発現機構において非常に重要であり、NpPd$$_5$$Al$$_2$$における重い電子系超伝導にも関与している。

論文

Polarized neutron scattering study of the multiple order parameter system NdB$$_4$$

目時 直人; 山内 宏樹; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*; 綿貫 竜太*; 萩原 雅人*

Physical Review B, 97(17), p.174416_1 - 174416_10, 2018/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.174416
 被引用回数：3 パーセンタイル：18.48(Materials Science, Multidisciplinary)

多重の秩序変数を伴うf電子系NdB$$_4$$の磁気構造を中性子偏極解析によって明らかにした。面内の磁気モーメントについては$$Gamma$$$$_{4}$$と呼ばれる、単位格子内の磁気モーメントが全て外側または内側に向いた構造を確認した。これは最近の我々の粉末回折の結果と一致する。一方、この構造にc軸モーメントの反強磁性ダイマー構造($$Gamma$$$$_{10}$$)が共存することが新たにわかり、粉末回折実験の解析の前提が崩れていることがわかった。またIII相及びIV相において(0.14,0.14,0.1)および(0.2,0,0.1)の波数を伴うインコメ相についても、c軸方向の磁気モーメントが変調していることを明らかにした。面内モーメントは主たる秩序変数として振る舞い、ランダウ理論を用いた解析によりc軸モーメントは誘起秩序変数として表されること、すなわち、高次の磁気的または多極子の相互作用に起因することがわかった。

論文

Neutron powder diffraction study on the magnetic structure of NdPd$$_5$$Al$$_2$$

目時 直人; 山内 宏樹; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*

Journal of the Physical Society of Japan, 86(3), p.034710_1 - 034710_5, 2017/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.86.034710
 被引用回数：9 パーセンタイル：60.32(Physics, Multidisciplinary)

中性子回折実験によりNdPd$$_5$$Al$$_2$$の磁気構造を研究した。$$q$$=(1/2 0 0)の変調ベクトルで説明できる顕著な反強磁性ピークを磁気転移温度$$T_textrm{N}$$=1.2K以下で観察した。c軸に平行なNdの磁気モーメントは0.3Kで2.9(1)$${mu}_{rm B}$$の大きさであり、a面内で強磁性的に整列した層がa軸方向に++--と4枚周期で配列する。各Nd層の面間隔はa/2である。この構造は$$q$$=(0.23 0.23 0)であるCePd$$_5$$Al$$_2$$によく似ていて、面内成分$$q_{|}$$のみの変調構造は、これらの物質の2次元的なフェルミ面によって生じていると理解できる。その2次元性は、これらの物質の縦長のとてもユニークな形のユニットセルと、2枚PdとAl層によって隔てられたNdの原子間距離がc軸方向に7${AA}$以上ととても大きいことに起因している。

論文

Spin density wave in insulating ferromagnetic frustrated chain LiCuVO$$_{4}$$

益田 隆嗣*; 萩原 雅人*; 近藤 洋右*; 金子 耕士; 目時 直人

Journal of the Physical Society of Japan, 80(11), p.113705_1 - 113705_4, 2011/11

https://doi.org/10.1143/JPSJ.80.113705
 被引用回数：36 パーセンタイル：82.79(Physics, Multidisciplinary)

フラストレート系化合物LiCuVO$$_{4}$$の磁場誘起秩序相を中性子散乱によって研究し、臨界磁場8.5T以上で、量子揺らぎ,幾何学的なフラストレーション、そしてチェーン間相互作用の拮抗によって安定化した新しい磁場誘起スピン密度状態の長距離秩序相を発見したので報告する。

口頭

NdB$$_4$$の中性子散乱による研究

目時 直人; 山内 宏樹; 綿貫 竜太*; 鈴木 和也*; 萩原 雅人*; 益田 隆嗣*; 松田 雅昌*; Songxue, C.*; Fernandez Baca, J.*

no journal, , 

Ndの配置がShastry-Sutherland格子を形成するNdB$$_4$$の中性子散乱実験により、磁気転移温度直下のII相の磁気構造をrepresentation analysisの手法を用いて決定した。その結果$$Gamma_2$$及び$$Gamma_4$$規約表現の基底ベクトルによって表される磁気構造が混ざった構造が実現していて、面内をむいた磁気モーメントはで約2$$mu_B$$である。また、中性子非弾性散乱によって約5meV以下の擬四重項状態に伴う結晶場励起が観察され、逐次転移とともに変化する様子を観察した。

口頭

新しいマンガン化合物Mn$$_3$$RhSiの結晶構造および磁気構造

山内 宏樹; 社本 真一; 近藤 啓悦; 石角 元志*; 萩原 雅人*; Fernandez-Baca, J. A.*

no journal, , 

スカーミオンに代表される空間反転対称性を持たない結晶構造における磁性が注目を集める中、新奇磁性の発現を目指して、空間反転対称性を持たない新しい化合物の合成に取り組んでいる。最近、新たにMnベースの化合物Mn$$_3$$RhSiの合成に成功した。そこで、その基本特性をつかむため、磁化測定、粉末中性子回折を実施した。その結果、この化合物が、$$beta$$-Mnをベースにした、空間反転対称性を持たない結晶構造(立方晶$$P2_13$$)の新規化合物であり、$$T_{rm N}sim190$$Kの反強磁性体であることがわかった。さらに、群論的考察に基づいて磁気構造解析を行い、結晶格子内で三角格子を形成するMn副格子上の磁気モーメントが120$$^circ$$の角度を成すノンコリニア磁気構造を持つことを明らかにした。

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