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論文

Magnetic structure determination of Ce$$T_{2}$$Al$$_{10}$$ ($$T$$ = Ru and Os); Single crystal neutron diffraction studies

加藤 治一*; 小林 理気; 竹坂 智明*; 西岡 孝*; 松村 政博*; 金子 耕士; 目時 直人

Journal of the Physical Society of Japan, 80(7), p.073701_1 - 073701_4, 2011/07

 被引用回数:53 パーセンタイル:9.66(Physics, Multidisciplinary)

Neutron diffraction studies of Ce$$T_{2}$$Al$$_{10}$$ ($$T$$ = Ru and Os), which shows an anomalous transition at $$T_{0}=27$$ K for CeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$ and at 29 K for CeOs$$_{2}$$Al$$_{10}$$, have been carried out using single crystal samples. In the ordered state below $$T_{0}$$, obvious superlattice reflections have been found, indicating the appearance of ordered magnetic moments. The magnetic structures of both compounds could be commonly explained with a propagation vector $${rmbf q}= (0, 1, 0)$$, where collinear antiferromagnetic moments with magnitudes of 0.42(1) $$mu_{rm B}$$ for CeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$ and of 0.29(1) $$mu_{rm B}$$ for CeOs$$_{2}$$Al$$_{10}$$ are aligned along the $$c$$-axis.

論文

A Cu NQR study in a $$d$$-electron heavy-fermion system, CaCu$$_{3}$$Ru$$_{4}$$O$$_{12}$$

加藤 治一*; 鶴田 拓也*; 西岡 孝*; 松村 政博*; 酒井 宏典; 神戸 振作

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68(11), p.2187 - 2190, 2007/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:70.54(Chemistry, Multidisciplinary)

f電子を含まない重い電子系化合物と考えられているCaCu$$_{3}$$Ru$$_{4}$$O$$_{12}$$についてCu核の核四重極共鳴(NQR)を用いた研究を行った。Cu核NQRスペクトルは、ローレンツ型の曲線になっており、少なくとも5Kの低温まで、なんらの磁気秩序も示さないことを示唆する。Cu核のスピン格子核磁気緩和率は、Cuの3$$d$$電子状態の変化を捉え、低温でフェルミ液体的挙動をすることがわかった。このことは、この系の重い電子描像を強く支持する。

論文

NMR study of the semimetallic compound UCoGa$$_5$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 加藤 治一*; 徳永 陽; 藤本 達也*; Walstedt, R. E.*; 池田 修悟; 眞榮平 孝裕*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Physical Review B, 76(2), p.024411_1 - 024411_6, 2007/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:66.14(Materials Science, Multidisciplinary)

HoCoGa$$_5$$(115)構造を持つUCoGa$$_5$$のNMR研究を報告する。これはd波超伝導体PuCoGa$$_5$$と同じ構造である。スピン格子緩和率はほかにアクチナイド115化合物に比べて小さかった。これは、この化合物のde Haas-van Alphen効果とバンド計算で示唆されて半金属的性質と整合している。異なったGaやCoサイトのスピン格子緩和率を比較し、2つの異なった性質を持つバンド構造が明らかになった。

論文

NMR study of magnetic fluctuations in 115 actinide compounds

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 加藤 治一; 藤本 達也; Walstedt, R. E.*; 池田 修悟; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 青木 大*; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.176 - 181, 2007/03

色々な基底状態を持つ5f-115化合物UFeGa$$_{5}$$常磁性,UPtGa$$_{5}$$, NpCoGa$$_{5}$$, NpFeGa$$_{5}$$反強磁性,PuRhGa$$_{5}$$超伝導のNMRを測定し、局所的磁気揺らぎの温度異存を常磁性状態でc軸平行と垂直で見積もった。磁気異方性はすべての化合物で見られた。これは強いLS結合によるもので、揺らぎが等方的な3d系の銅系高温超伝導体とははっきり異なっている。超伝導体PuRhGa$$_{5}$$の揺らぎはXY型が強いことがわかった。そのエネルギーは10meV程度で$$T$$$$_{rm c}$$1K程度の重い電子系(1meV)と高温超伝導体($$T$$$$_{rm c}$$100Kで100meV)のちょうど中間にあることがわかった。基底状態と磁気揺らぎの関係について議論する。

論文

Cu NMR study in a heavy-electron system, CaCu$$_3$$Ru$$_4$$O$$_{12}$$

加藤 治一*; 鶴田 拓也*; 西岡 孝*; 松村 政博*; 酒井 宏典; 神戸 振作

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.251 - 253, 2007/03

f電子を含まないが重い電子系的な振る舞いを示すCaCu$$_3$$Ru$$_4$$O$$_{12}$$においてCu NMR測定を行った。磁場掃印スペクトルは、軸対称性のない場合の核四重極相互作用による粉末図形として理解できることが明らかとなった。Cu核の電気四重極パラメータとナイトシフトが導かれた。

論文

NMR study of antiferromagnet UPtGa$$_{5}$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 藤本 達也; 加藤 治一; Walstedt, R. E.; 池田 修悟; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.127 - 129, 2006/08

最近Pu化合物で高い臨界温度を示す超伝導体が115構造を持つ化合物で発見された。PuCoGa$$_5$$($$T_{c}=18K$$)とPuRhGa$$_5$$($$T_{c}=9K$$)。この発見はアクチニド化合物研究の興味を大きくした。本研究では同型だが超伝導を示さない115化合物のNMRの研究を行い、超伝導体と比較することにより、超伝導発現機構について検討した。

論文

NMR studies of actinide compounds; The NMR of actinide nuclei

Walstedt, R. E.*; 徳永 陽; 加藤 治一*; 酒井 宏典; 藤本 達也; 神戸 振作; 安岡 弘志

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.77 - 81, 2006/08

本論文ではこれまでわれわれが行ってきたアクチノイド核NMRについて総括する。UO$$_2$$及びUSb$$_2$$では反強磁性秩序相において$$^{235}$$U-NMRの直接観測に成功し、さらにURh$$_3$$では$$^{103}$$Rhと$$^{235}$$Uの2重共鳴を利用して$$^{235}$$Uの$$T_1$$(T)を常磁性状態で初めて見積もることができた。最近行われたNpO$$_2$$のNMR実験では、$$^{17}$$O核の1/$$T_1$$の温度依存性に非常に大きな磁場依存性が観測され、その解析からNp核の緩和時間$$T_{1Np}$$が約40nsと初めて見積もられた。解析からはさらに$$^{17}$$O-$$^{237}$$Np核間に伝導電子を介した非常に強い間接的相互作用が存在することが示された。

論文

$$^{31}$$P-NMR study of the uranium-based filled skutterudite compound UFe$$_4$$P$$_{12}$$

徳永 陽; 松田 達磨; 酒井 宏典; 加藤 治一*; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦; 安岡 弘志

Physical Review B, 71(4), p.045124_1 - 045124_5, 2005/01

 被引用回数:10 パーセンタイル:54.78(Materials Science, Multidisciplinary)

UFe$$_4$$P$$_{12}$$は、良質な単結晶の得られる唯一のU系充填スクッテルダイト化合物であり、低温で電気抵抗は絶縁体的な温度依存性を示し、帯磁率は3Kにおいて強磁性転移を示す。本研究はこの新しいスクッテルダイト化合物の電子状態を微視的観点から明らかにするため、この物質における初めてのNMR測定を行った。単結晶試料を用いてP核の位置における超微細磁場の磁場角度依存性を詳細に測定し、その結果がウランの5f電子の局在状態を仮定した双極子磁場の計算結果とよく一致することを示した。さらにスピン-格子緩和時間を測定し、その温度及び磁場依存性が局在的な5f電子の描像で定性的に理解できることを示した。

論文

Direct observation of $$^{235}$$U NMR in an itinerant 5${it f}$ electron system, USb$$_{2}$$

加藤 治一*; 酒井 宏典; 生嶋 健司*; 神戸 振作; 徳永 陽; 青木 大*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦; 安岡 弘志; Walstedt, R. E.

Journal of the Physical Society of Japan, 73(8), p.2085 - 2088, 2004/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:42.37(Physics, Multidisciplinary)

遍歴反強磁性体であるUSb$$_{2}$$の反強磁性状態で$$^{235}$$U核と$$^{121}$$Sb, $$^{123}$$Sb核のNMRを直接観測した。$$^{235}$$U NMRの1/2$$<$$-$$>$$-1/2遷移の共鳴周波数が217.2MHzであることを数々の方法で確認した。また$$^{235}$$U核の超微細相互作用定数は147T/mBであることがわかった。これは金属間ウラン化合物で$$^{235}$$U NMRが観測された初めての例である。

論文

Magnetism of uranium dioxide UO$$_{2}$$ under high pressure

酒井 宏典; 加藤 治一; 徳永 陽; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 中村 彰夫; 立岩 尚之*; 小林 達生*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276(Suppl.), p.e413 - e414, 2004/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

約1GPaまでの高圧下において、絶縁体ウラン酸化物UO$$_{2}$$の直流帯磁率をピストンシリンダー型高圧セルを用いて測定した。約0.2GPaの低い圧力領域以降、弱い強磁性が出現することがわかった。このとき、残留磁化・保磁力は、加圧に従って増大する、この弱い強磁性は、スピンモーメントが傾いたことによるか、もしくは、粒界付近に生じたキャンセルしない磁気成分によって生じたものと考えられる。

論文

NQR measurements of UTGa$$_{5}$$

加藤 治一; 酒井 宏典; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 常盤 欣文; 大貫 惇睦

Acta Physica Polonica B, 34(2), p.1063 - 1066, 2003/09

本研究では、5f遍歴電子反強磁性体UPtGa$$_{5}$$($$T_{N}$$=26K,$$gamma$$=57mJ/mol K$$^{2}$$)について$$^{69,71}$$Ga-NMR/NQR測定を行った。常磁性領域においてナイトシフト測定を行い、超微細相互作用係数$$A_{hf}^{para}$$を見積もった。また、反強磁性領域において、零磁場スペクトルを解析することにより、内部磁場の値が得られ、反強磁性相における超微細相互作用係数$$A_{hf}^{AF}$$を見積もることに成功した。$$A_{hf}^{AF}$$の値は、$$A_{hf}^{para}$$に比べて一桁程度大きいことから、hyperfine interactionが長距離にわたっている可能性がある。UPtGa$$_{5}$$の磁性において、RKKY相互作用が重要な役割を果たしているのかもしれない。

論文

Ga and Pt NMR study of UPtGa$$_{5}$$ and UNiGa$$_{5}$$

加藤 治一; 酒井 宏典; 徳永 陽; 常盤 欣文; 池田 修悟; 大貫 惇睦; 神戸 振作; Walstedt, R. E.

Journal of the Physical Society of Japan, 72(9), p.2357 - 2363, 2003/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:31.33(Physics, Multidisciplinary)

UPtGa$$_{5}$$及びUNiGa$$_{5}$$は互いに同型構造をとるが、T$$_{N}$$以下においては相異なった磁気構造をとる。これら両化合物についてGa,Pt核NMR測定を行った。本論文では常磁性相におけるナイトシフト(K)の結果について述べる。Ga核,Pt核位置におけるトランスファー超微細相互作用係数が求められた。またKのうち、温度に依存しない成分K$$_{0}$$を定量的に評価することに成功した。解析の結果、UPtGa$$_{5}$$及びUNiGa$$_{5}$$における伝導電子の状態は少なくとも常磁性領域ではほぼ同一であることが示された。

論文

Pressure-induced weak ferromagnetism in uranium dioxide, UO$$_{2}$$

酒井 宏典; 加藤 治一; 徳永 陽; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 中村 彰夫; 立岩 尚之*; 小林 達生*

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S2035 - S2037, 2003/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:90.96(Physics, Condensed Matter)

立方晶蛍石型結晶構造をもつウラン酸化物UO$$_{2}$$は、イオン性結晶であり、絶縁体である。この酸化物は、U$$^{4+}$$イオン($$5f^{2}$$)に対応する局在磁気モーメントを有し、常圧下において、$$T_{N}$$=30.8Kにおいて反強磁性秩序を示す。また、この転移は微小な格子変形を伴う一次転移であることが知られている。このことから、この転移は電気的四重極相互作用と磁気的交換相互作用との競合により引き起こされていると考えられる。この競合関係を明らかにするため、われわれは約1GPaまでの高圧下における直流帯磁率の測定をピストンシリンダー型の高圧セルを用いて行った。高圧下においてUO$$_{2}$$は弱強磁性的な振る舞いを$$T_{N}$$以下において示した。$$T_{N}$$は、約1GPaまで変化しない。このときの磁気モーメントはウランあたり約0.05$$mu_{B}$$と微小ながら、加圧に応じて大きくなることがわかった。この小さな磁気モーメントは傾角反強磁性秩序からもたらされている可能性がある。

論文

Ga nuclear magnetic resonance study of UTGa$$_{5}$$(T=Ni, Pt)

加藤 治一; 酒井 宏典; 徳永 陽; 常盤 欣文; 池田 修悟; 大貫 惇睦; 神戸 振作; Walstedt, R. E.

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S2001 - S2005, 2003/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:71.79(Physics, Condensed Matter)

HoCoGa$$_{5}$$型構造をとるUPtGa$$_{5}$$, UNiGa$$_{5}$$はともに、Uのもつ5$$f$$電子が遍歴的に振る舞い、$$T_{N}$$=26K(Pt), 86K(Ni)で長距離秩序化する。常磁性層でのFermi面は両化合物でほぼ同一であり、またPt,Ni原子の$$p$$軌道は磁性に本質的にかかわりないことが示唆されているにもかかわらず、中性子回折実験で示された$$T_{N}$$以下での磁気構造はUPtGa$$_{5}$$,UNiGa$$_{5}$$で互いに相異なる。われわれは、微視的な観点からこの系の磁性を明らかにしようと常磁性相,磁気秩序相それぞれにおいて$$^{69,71}$$Ga核についてNMR/NQR実験を行った。常磁性相で得られたナイトシフト$$K$$と、静帯磁率$$chi$$はそれぞれ、温度に依存しないconst項とCurie-Weiss的な温度変化する項に分離できる。このことを手がかりに、特にスピンと軌道の役割の違いに注目して、この系の磁性について考察する。

論文

Orbital ordering in UGa$$_{3}$$; Detection by 69Ga NMR

神戸 振作; 加藤 治一; 酒井 宏典; Walstedt, R. E.; 青木 大*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Physical Review B, 66(22), p.220403_1 - 220403_4, 2002/12

 被引用回数:9 パーセンタイル:53.06(Materials Science, Multidisciplinary)

重い電子系反強磁性体UGa3(ネール温度67K)のGa NMRを常磁性及び反強磁性状態で測定し、ナイトシフトKの温度依存を求めた。静帯磁率の温度依存と併せて、K-静帯磁率プロットを求めた。このプロットの傾きは超微細相互作用定数に対応している。この超微細相互作用定数が常磁性状態と反強磁性状態では符号も逆転して大きく異なることを見出した。また反強磁性状態中でおきる40Kでの転移でも超微細相互作用定数が変化することも見出した。この超微細相互作用定数の変化は電子状態が大きく変化していることに対応しているが、このような大きな変化が見られた例は少ない。このことはこの反強磁性転移が何らかの電荷分布の大きな変化を伴なっていることを示している。

論文

Low-temperature structural change and magnetic anomaly in superconducting Cd$$_{2}$$Re$$_{2}$$O$$_{7}$$

酒井 宏典; 加藤 治一; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 大野 浩之*; 加藤 将樹*; 吉村 一良*; 松畑 洋文*

Physical Review B, 66(10), p.100509_1 - 100509_4, 2002/09

 被引用回数:22 パーセンタイル:28.48(Materials Science, Multidisciplinary)

パイロクロア型酸化物超伝導体Cd$$_{2}$$Re$$_{2}$$O$$_{7}$$$$T^{*}sim$$200Kにおける構造相転移についてX線・電子線回折,$$^{111}$$Cd核NMR測定を用いて研究を行った。高温領域(T$$gg T^{*}$$)の帯磁率は大きな負のWeiss温度をもつCurie-Weiss則に従う。このことは、この系が反強磁性的相互作用をもつ局在モーメント的に振る舞うことを示しており、幾何学的なフラストレーションを導く。X線・電子線回折測定から$$T^{*}$$以下の温度領域において、ナノサイズのストライプ構造を誘起するReの4量体化が示唆された。$$^{111}$$Cd核NMR測定のいわゆる$$K$$-$$chi$$プロットから大きな軌道帯磁率が示唆され、また、スピン帯磁率と核磁気緩和率を温度で割った$$(T_{1}T)^{-1}$$$$T^{*}$$以下で鋭く減少することから、フェルミ面における状態密度の減少,部分的なエネルギーギャップの形成が示唆された。

論文

Ga and Pt NMR study of UPtGa$$_{5}$$

加藤 治一; 酒井 宏典; 常盤 欣文; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 大貫 惇睦

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 63(6-8), p.1197 - 1200, 2002/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:50.11(Chemistry, Multidisciplinary)

重い電子系における超伝導は磁性と深く結びついており、従来のBCS理論の枠内では説明のつかない新しいタイプの超伝導であることが示唆されている。近年、CeRhIn$$_{5}$$,CeIrIn$$_{5}$$などが重い電子系超伝導を示すことが発見された。これと同型構造をとるウラン化合物UTGa$$_{5}$$(T: iron group)の物性探索は非常に興味深い。UPtGa$$_{5}$$は、ウランの持つ5$$f$$電子が遍歴的な振る舞いをし、電子比熱係数$$gamma$$=57mJ/molKを示す。また、$$T_{N}$$=26Kで長距離秩序し、c面内では強磁性的に、面間では反強磁性的に磁気モーメントが整列する。本論文は、微視的な観点からこの系の磁性を明らかにするために、$$^{69,71}$$Ga及び$$^{195}$$Pt核についてNMR/NQR実験について記述するものである。観測されたスペクトルより、ナイトシフト(K)の値及び電場勾配パラメータ($$nu_{Q},eta$$)の値を見積もった。また、ナイトシフト温度変化を測定し$$K-chi$$プロットを行い、超微細相互作用係数の値を見積もった。また零磁場下での測定を行い、NMRの観点からも上記の磁気構造を指示する結果を得た

論文

NMR study of the ordered state in UGa$$_{3}$$

神戸 振作; 加藤 治一; 酒井 宏典; Walstedt, R. E.; 芳賀 芳範; 青木 大*; 大貫 惇睦*

Physica B; Condensed Matter, 312-313, p.902 - 903, 2002/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:63.54

UGa$$_{3}$$の単結晶試料のNMRを常磁性及び反強磁性状態で行い、そのスピン構造について議論した。

口頭

CeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$のRh置換効果

小林 理気; 川村 幸裕*; 平井 大士*; 西岡 孝*; 加藤 治一*; 松村 政博*; 松林 和幸*; 上床 美也*; 金子 耕士

no journal, , 

今日まで典型的な近藤半導体は「近藤一重項」と呼ばれる非磁性基底状態を形成するために磁気秩序は示さないと考えられてきた。しかしながら最近発見された近藤半導体化合物であるCeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$(斜方晶YbFe$$_{2}$$Al$$_{10}$$型)は$$T_{0}$$$$sim$$27Kという比較的高い温度において相転移を示すことがマクロ測定によって指摘された。今回われわれはCeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$の中性子散乱実験からこの相転移が反強磁性転移であることを明らかにし、またこの高い磁気転移温度の起源を明らかにするためにCeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$のRh置換系試料を育成してそのマクロ測定を行った。

口頭

Rh substitution effect of Ru-site for single crystals of CeRu$$_2$$Al$$_{10}$$

小林 理気; 川村 幸裕*; 西岡 孝*; 加藤 治一*; 松村 政博*; 松林 和幸*; 上床 美也*; 金子 耕士

no journal, , 

斜方晶YbFe$$_{2}$$Al$$_{10}$$型CeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$$$T_{0}$$$$sim$$27Kにおいて相転移を示すことがマクロ測定によって指摘されているが、この転移温度は同じ結晶構造を持つNdRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$(T$$_{mathrm N}$$$$sim$$2.4K)やGdRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$(T$$_{mathrm N}$$$$sim$$17.5K)と比べて比較的高く、現在この相転移の起源に注目が集まっている。今回われわれはCeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$の中性子散乱実験からこの相転移が反強磁性転移であることを明らかにし、またこの高い磁気転移温度の起源を明らかにするためにCeRu$$_{2}$$Al$$_{10}$$のRh置換系試料を育成してそのマクロ測定を行った。

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