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論文

Magnetic and quadrupole coupling emerging in NdB$$_4$$ with geometrically frustrated orthogonal antiferromagnetic dimer

目時 直人; 山内 宏樹; 萩原 雅人; 綿貫 竜太*; 河村 聖子; 古府 麻衣子*; 中島 健次; 松田 雅昌*

Physical Review B, 111(10), p.104424_1 - 104424_9, 2025/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.111.104424
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

フラストレートしたシャストリ・サザランド格子を有するNdB$$_4$$の磁気転移を理解する目的で中性子非弾性散乱実験を行った。$$|pm frac{5}{2}rangle$$と$$|pm frac{7}{2}rangle$$による準四重項状態が磁気秩序相で4つに分裂する。スペクトルは磁気相互作用$$langle J_x rangle J_x$$、磁気$$J_x$$と四極子$$O_{zx}$$の結合、そして一軸的な結晶場により説明される。この$$f$$電子状態により、主たる秩序変数である面内磁気モーメント$$m_perp=langle J_x rangle$$と結く誘起された2次的な秩序変数$$m_c=langle J_z rangle$$を説明することができた。幾何学的フラストレーションによってハイゼンベルグ相互作用が打ち消し合う状況で、磁気と四極子の結合が本質的な役割をすることが明らかになった。

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