一軸圧力下における強相関物質の弾性特性の研究

单轴压力下强相关材料的弹性特性研究

基本信息

批准号：
16740182
负责人：
中西良樹
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究により静水圧力下における超音波を用いた物質の弾性定数、超音波吸収の測定、および圧力下における磁化測定を可能にした。また前者については一軸圧力下での測定も可能にした。静水圧力下における研究は強相関物質SmRu_4P_<12>について行った。この物質は16K付近で金属絶縁体転移を生じ、同時に八重極転移を示す可能性がある物質でありミクロスコピックにはmSRの実験で我々の提唱した八重極転移を強く示唆する結果が得られている。圧力を印加するとゼロ圧では目立たなかった転移温度に向かう弾性定数の軟化が圧力増加に伴い顕著になり、この弾性定数のソフト化を解析することによってSmイオンの4f電子に起因する電気四重極モーメント間の相互作用および超音波により誘起される格子歪みと四重極モーメントとの結合定数が圧力増加に伴って増大することが分かった。これは八重極モーメントを構成する四重極モーメントが圧力により副秩序変数から主秩序変数に移り変わる可能性を示唆するものである。これまでに八重極秩序がはっきりと観測された例はないが、いくつかの候補物質が報告されている。NpO_2、Ce_<1-x>La_xB_6のIV相が八重極秩序ではないかと言われている。これまでにも八重極モーメントにより誘起される微弱な磁気モーメントを核磁気共鳴あるいは共鳴X線等で間接的に探る手法が一連の多重極秩序の研究に用いられてきたが本研究により副秩序として四重極モーメントを用いる手法を圧力下における超音波の測定により確立したと言える。一軸圧力下については本研究期間中には良質なデータが得られなかったが今後は静水圧力下と同様の実験を行い副秩序として四重極モーメントをさらに空間対称性によって分類し、より詳細な議論を多重極秩序に関して展開する予定である。あわせて、静水圧力下において層状Mn酸化物(Pr_<0.6>La_<0.4>)_<1.2>Sr_<1.8>Mn_2O_7の磁化測定を可能にした。この物質は40K付近で常磁性-強磁性転移を生じ、同時に絶縁体から金属に転移する興味深い物質である。磁化の温度変化を測定することによりこの転移が圧力により顕著に増大することを発見し転移に伴う磁気履歴が圧力増加に伴い徐々に減少していくことを見いだした。温度磁場相図を作成し強磁性相が圧力により安定することが分かった。これは準安定的な強磁性クラスター相が圧力により増加し結果として結晶全体にわたる一様な強磁性相を導く過程を観測しているものと考えられる。今後は圧力下での層状Mn酸化物の超音波測定を行い、両者を比較することにより格子歪みと磁気モーメントとの結合を見積もり金属絶縁体転移に格子系がどのように寄与しているのかを明らかにしていく。

这项研究能够测量弹性常数，超声吸收以及在静水压力下使用超声波的材料测量的磁化测量。此外，前者可以在单轴压力下进行测量。在紧密相关的材料SMRU_4P_ <12>上进行了静水压力下的研究。该材料产生金属绝缘子的跃迁左右，可能同时表现出八杆旋转过渡，并且微观结果强烈建议我们在MSR实验中提出的八杆泊转变。 When pressure is applied, the softening of the elastic constant towards the transition temperature, which was not noticeable at zero pressure, becomes more noticeable with the increase in pressure, and by analyzing the softening of this elastic constant, it was found that the interaction between the electric quadrupole moments caused by the 4f electrons of Sm ions and the coupling constant between the lattice strain and the quadrupole moments induced by ultrasonic waves increases with the压力增加。这表明构成八极矩的四极矩可能会从次级阶变量变为由于压力而变量变量。尽管到目前为止尚未观察到明确的八杆顺序，但已经报道了几种候选物质。据说NPO_2和CE_ <1-X> LA_XB_6的IV阶段是八杆序。过去，在多极订单的研究中使用了一系列通过核磁共振或谐振X射线诱导的间接探索弱磁矩的方法，但是可以说这项研究已经建立了一种通过测量二级阶在压力下测量超声波的次级阶的方法。尽管在此研究期间未获得高质量的数据，但我们将进行与静态压力下的实验，以将四极矩矩进一步按空间对称性分类为子端口，并将对多极顺序进行更详细的讨论。此外，在静水压力下，使分层氧化物氧化物的磁化测量值（PR_ <0.6> LA__ <0.4>）_ <1.2> SR_ <1.8> Mn_2O_7成为可能。该材料是一种有趣的材料，它经历了40K附近的顺磁性有限磁过渡，并同时从绝缘子转移到金属。通过测量磁化强度的温度变化，发现由于压力而导致该过渡显着增加，并且与过渡相关的磁性病史随着压力的增加而逐渐减少。制备了温度磁场相图，发现铁磁相由于压力而稳定。这被认为是因为亚稳态的铁磁簇相会随压力增加，从而导致整个晶体的均匀铁磁相。将来，将在压力下对分层Mn氧化物进行超声测量，通过比较它们，我们将估算晶格应变和磁矩之间的耦合，并阐明晶格系统如何有助于金属绝缘子的过渡。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Elastic behaviour around Metal-Insulator transition in PrRu_4P_<12>

PrRu_4P_<12> 中金属-绝缘体转变周围的弹性行为

DOI：
发表时间：
期刊：
J.Magn.Magn.Matter (in press)
影响因子：
0
作者：
M.Nakajima;Y.Oda;T.Suemoto;S.Saito;K.Tenya;S.Saitoh;横山淳;K.Kuwahara;T.Kobayashi et al.;Y.Nakanishi et al.;Y.Nakanishi et al.;Y.Nakanishi et al.;Y.Nakanishi et al.
通讯作者：
Y.Nakanishi et al.

Elastic behavior and 4f ground state of Pr ions in Pr_xLa_<1-x>Fe_4P_<12>

Pr_xLa_<1-x>Fe_4P_<12> 中 Pr 离子的弹性行为和 4f 基态

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
J.Magn.Magn.Matter 242-276
影响因子：
0
作者：
M.Nakajima;Y.Oda;T.Suemoto;S.Saito;K.Tenya;S.Saitoh;横山淳;K.Kuwahara;T.Kobayashi et al.;Y.Nakanishi et al.;Y.Nakanishi et al.
通讯作者：
Y.Nakanishi et al.

Elastic properties of CeOs_4Sb_<12> at low temperatures

CeOs_4Sb_<12>的低温弹性性能

DOI：
发表时间：
期刊：
Physica B (in press)
影响因子：
0
作者：
M.Nakajima;Y.Oda;T.Suemoto;S.Saito;K.Tenya;S.Saitoh;横山淳;K.Kuwahara;T.Kobayashi et al.;Y.Nakanishi et al.;Y.Nakanishi et al.;Y.Nakanishi et al.
通讯作者：
Y.Nakanishi et al.