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田端 千紘; 今 布咲子*; 太田 玖吾*; 日比野 瑠央*; 松本 裕司*; 網塚 浩*; 中尾 裕則*; 芳賀 芳範; 金子 耕士
Physical Review B, 109(13), p.134403_1 - 134403_7, 2024/04
被引用回数:2 パーセンタイル:57.35(Materials Science, Multidisciplinary)Antiferromagnetic (AF) order of UPt
Ga
with the ordering temperature
= 26 K was investigated by resonant X-ray scattering and neutron diffraction on single crystals. This compound possesses a unique crystal structure in which uranium ions form honeycomb layers and then stacks along the c-axis with slight offset, which gives rise to a stacking disorder. The AF order can be described with the propagation vector of q = (1/6, 1/6, 0) in the hexagonal notation. The ordered magnetic moments orient perpendicular to the honeycomb layers, indicating a collinear spin structure consistent with Ising-like anisotropy. The magnetic reflections are found to be broadened along c
indicating that the stacking disorder results in anisotropic correlation lengths. The semiquantitative analysis of neutron diffraction intensity, combined with group theory considerations based on the crystallographic symmetry, suggests a zig-zag type magnetic structure for the AF ground state, in which the AF coupling runs perpendicular to the stacking offset, characterized as q = (1, 0, 0). The realization of the zig-zag magnetic structure implies the presence of frustrating intralayer exchange interactions involving both ferromagnetic (FM) first-neighbor and AF second and third-neighbor interactions in this compound.
田端 千紘; 金子 耕士; 芳賀 芳範; 今 布咲子*; 日比野 瑠央*; 太田 玖吾*; 松本 裕司*; 網塚 浩*; 中尾 裕則*
no journal, ,
ハニカム層状構造化合物UPt
Ga
は、Uイオンが形成する擬六方対称のハニカム層が、乱れを伴って積層した結晶構造をとる。単位格子は面内方向に変位した2枚のハニカム層を含み、この変位によって六回回転対称が破られるため、結晶構造は直方晶で記述される。しかしながら、120
ずつ回転した3ドメインが積層乱れを与える形で混在するために、バルクの単結晶は見かけ上の六回回転対称を有している。積層乱れに加え、2枚のハニカム層間の距離が比較的大きいことから、2次元的なハニカム磁性体の観点から興味が持たれる本系について、その低温磁気秩序を共鳴X線散乱と中性子回折によって調べた。実験の結果、六方晶表記においてq=(1/6, 1/6, 0)の伝搬ベクトルで記述される磁気反射をTN=26K以下で観測した。この磁気秩序は、積層方向の相関距離が短い異方的な磁気相関長で特徴付けられ、層間の磁気相関が比較的弱いことが示された。さらに、中性子回折強度の半定量的解析と群論的考察から磁気構造を決定し、ハニカム面内の交換相互作用のフラストレーションが主要な役割を担っていることを明らかにした。