ネプツニウム化合物の中性子散乱による研究

镎化合物的中子散射研究

基本信息

批准号：
16740212
负责人：
金子耕士
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
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 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

国内で初めてとなるNp化合物の非弾性散乱実験を、NpCoGa_5について行い、フォノンの分散関係を決定することに成功した。同じ結晶構造を有する一連の化合物、重い電子系超伝導体PuCoGa_5や、UCoGa_5についてもフォノンを測定し、3者の間で特定の光学フォノンブランチに、顕著な分散の違いが現れることを明らかにした。得られた結果について、理論計算との比較から、その違いに3者のf電子状態の違いが反映されている可能性が高いことを見出した。特異な2段転移を示す反強磁性体NpFeGa_5について、偏極中性子を用いた回折実験を行い、転移の詳細を明らかにした。これまでにNpFeGa_5は、T_N=118Kで伝播ベクトルq=(1/2 1/2 0)でNpの磁気モーメントがc面内に向くと共に、FeもNpと反強磁性結合した磁気モーメントを有する秩序構造をとることを明らかにしている。今回偏極中性子回折実験を行い、温度を下げていくとT^x=77Kで、伝播ベクトルは変化しないまま、磁気モーメントにc軸成分が現れるとともに、大きさが伸びること、すなわち磁気モーメントが主軸から外れてc面から〜20°程度傾く、極めて特異な磁気構造が実現していることを見出した。類似した転移及び磁気構造は、NpNiGa_5やNpRhGa_5でも実現していることを明らかにしている。これらの構造は磁気的には安定であるとは考えられず、その背景に軌道自由度が重要な役割を担っていることを示唆した。また残されていたNpPtGa_5についても、q=(0 0 1/2)で面内にモーメントの向いた磁気構造が実現していることを明らかにした。これまでに明らかにしたNpTGa_5で実現している多彩な磁気構造について、局在的な描像である、結晶場基底状態を反映した軌道自由度を考慮に入れることで、モーメントの向きが主軸から外れた特異な構造を含めて、系統的に説明がつくことが理論的に示された。この結果を踏まえ、今後これまでに例のない、遍歴5f電子系における軌道秩序の実証に向け、さらなる研究を展開していくことを予定している。

日本首次在NpCoGa_5上进行了Np化合物的非弹性散射实验，成功确定了声子色散关系。对一系列具有相同晶体结构的化合物——重电子超导体PuCoGa_5和UCoGa_5进行了声子测量，结果表明，三者之间的特定光学声子分支出现了显着的色散差异。通过将获得的结果与理论计算进行比较，我们发现这种差异很可能反映了三种材料的f电子态的差异。我们利用极化中子对反铁磁材料NpFeGa_5进行了衍射实验，该材料表现出独特的两步跃迁，并阐明了跃迁的细节。到目前为止，NpFeGa_5已有序发展，其中Np的磁矩在c面取向，在T_N=118K时传播矢量q=(1/2 1/2 0)，Fe也具有磁矩。与 Np 反铁磁耦合的力矩很明显它采用一种结构。我们这次进行了偏振中子衍射实验，随着温度的降低，在T^x = 77K时，传播矢量保持不变，但磁矩中出现了c轴分量，并且幅度增大，即我们发现，已经实现了一种极其独特的磁结构，该结构偏离C面并与c面倾斜约20度。研究表明，NpNiGa_5 和 NpRhGa_5 中也实现了类似的转变和磁结构。这些结构不被认为是磁稳定的，这表明轨道自由度在这背后发挥着重要作用。还揭示了剩余的NpPtGa_5具有面内矩为q=(0 0 1/2)的磁结构。对于迄今为止在NpTGa_5中实现的各种磁结构，通过考虑反映晶体场基态的轨道自由度（这是局部图），力矩的方向偏离主轴。理论上已经表明，这可以得到系统的解释，包括这种现象的独特结构。基于这些结果，我们计划进行进一步的研究，旨在证明流动 5f 电子系统中前所未有的轨道有序性。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Resonant X-ray scattering study of UNiGa_5

UNiGa_5的共振X射线散射研究

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Physica B 359・361
影响因子：
0
作者：
Nakamichi;N.;Kita;M.;Ito;S.;Yamashino;T.;Mizuno;T.;T.Shima;N.Yoshimoto;栗原達夫;T.Nakamura;M.Kinoshita;Masanori Ono;Y.yamashita;A.Yamada;Masahiro Kawao;Wei Huang;A.Morita;K.Yakushiji;K.Ishii;Y.Utsmi;H.Matsueda;T.Yamashita;S.E.Bames;T.Tohyama;K.Ishii;Y.Asai;福山秀敏;M.Matsukawa;K.Kudo;K.Shibata;M.Terauchi;Y.Taguchi;Y.Rikishi;H.Toh;M.Shiraishi;T.Higuchi;S.Imada;I.Kezsmarki;M.Matsubara;H.Nojiro;Y.doi;M.Kosaka;K.Ohwada;S.Ishihara;D.Okuyama;D.Okuyama;K.Iwasa;K.Kuzushita
通讯作者：
K.Kuzushita

Magnetically induced quadrupole splitting and hyperfine field in NpFeGa_5

NpFeGa_5 中的磁致四极分裂和超精细场