ゼオライト中のメゾスコピックなカリウム超微子における強磁性のNMRによる研究

沸石介观钾超细颗粒铁磁性的核磁共振研究

基本信息

批准号：
05740216
负责人：
後藤貴行
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740216/
关键词：
カリウム微粒子量子サイズ効果強磁性 NMR

项目摘要

本テーマは、ゼオライトの空孔中に埋め込まれたカリウム(K)超微粒子が低温において強磁性を呈するという最近の報告に基づいて,その磁性のの性質,及び機構をNMRによって実験的に明らかにしようとするものである。LTA型ゼオライトでは,sodaliteケージが単純正方格子を組んでおり,格子間に直径11Åのsuperケージがある。そのsuperケージの中への4個ずつK原子を導入しクラスタを形成すると,クラスタの数密度に応じて転移温度4〜8K,モーメント0.13mu_B程度の強磁性が磁化測定により報告されている。この単純金属カリウムにおける強磁性は,superケージのポテンシャル内に閉じこめられたK原子の波動関数が,隣接するsuperケージを結ぶ直径5Åの窓穴を通して重なり合い,交換相互作用によって強磁性が現れるという,いわば規則正しく並んだクラスタの遍歴磁性であるというモデルが提案されている。我々は,NMRによって強磁性の出現をダイレクトに検証するとともに,この遍歴磁性的なモデルの妥当性を検証する事を目的とした。本年度は予備実験として,Kクラスタを含まないゼオライトのNMRスペクトル測定を試みた。LTAは単体でもK原子を含んでいる為,クラスタのK原子と区別する為に,本実験が不可欠である。温度4.2K,磁場6Tにおいて,スピンエコー法により,K核のNMR信号検出を試みたが,実験精度内で検出されなかった。原因としては,K核の磁気モーメントは非常に小さい為感度が低い事や,単体のゼオライトは絶縁体である為,低温でT_1が著しく長く信号の検出が不可能である,等がある。今後,高磁場での測定や,クラスタを埋めこんだ試料の測定を試みる。

这个主题基于最近的一份报告，即嵌入沸石孔隙中的超细钾 (K) 颗粒在低温下表现出铁磁性，并且通过核磁共振实验阐明了这种磁性的性质和机制，这就是我正在尝试做的事情。 LTA型沸石中，方钠石笼排列成简单的方形格子，格子之间有一个直径为11 Å的超级笼。当四个 K 原子被引入超级笼形成团簇时，磁化测量报告了具有 4 至 8 K 转变温度和约 0.13 mu_B 矩的铁磁性，具体取决于团簇的数密度。这种简单金属钾的铁磁性是由于限制在超级笼电势内的 K 原子的波函数通过连接相邻超级笼的 5 Å 直径窗口重叠，并且由于模型中的交换相互作用而出现铁磁性。有人提出，磁性是规则排列的团簇的巡回磁性。我们的目的是通过核磁共振直接验证铁磁性的出现并验证该巡回磁模型的有效性。今年，作为初步实验，我们尝试测量不含 K 簇的沸石的 NMR 谱。由于 LTA 即使在单独存在时也含有 K 原子，因此该实验对于将其与簇中的 K 原子区分开来至关重要。尝试在4.2K温度、6T磁场下利用自旋回波法检测K核的NMR信号，但检测结果未达到实验精度。可能的原因包括K核的磁矩很小，导致灵敏度较低，并且由于单个沸石是绝缘体，在低温下T_1非常长，导致无法检测到信号。未来，我们将尝试在高磁场中和嵌入簇的样品上进行测量。