超強磁場を用いた四重極モーメントに基づくメタ磁性の研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640432
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 杉山 清寛 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00187676)
• Keywords: 四重極相互作用 / 磁気異方性 / 磁気異方性軸転換 / メタ磁性 / 超強磁場 / 磁化過程 / 斜方晶 / 希土類化合物

Research Abstract

本年度は、前年度に引き続いてRCu_2の強磁場中でメタ磁性として現れる磁気異方性軸転換の研究と、その他の四重極モーメントを持った希土類化合物のメタ磁性の研究を中心に行なった。また、ウラン化合物においては、四重極モーメントが重要な役割を果たす物質があまり知られていなかったが、最近発見されたUPd_3の強磁場磁化を測定し、四重極モーメントによるメタ磁性について新たに発見した。
具体的にはRCu_2系は前年度の結果をふまえて、あたらに、CeCu_2において温度変化を中心にメタ磁性を精密に調べた。その結果、今までのRCu_2のメタ磁性と同様な振舞いを示すことがわかった。また、RCu_2全体に視野を広げると、希土類のf電子の軌道角運動量のL=3,2に電子が入っているとき、この特徴的な磁気異方性軸転換が起こることがわかった。
PrCu_2の参照物質として、PrCu_6,PrNi_5について強磁場メタ磁性の研究を行なった。これらの物質では四重極モーメントは大きな働きを示すことが明らかとなったが、PrCu_2のような磁気異方性軸転換は起きなかった。PrNi_5では結晶場によるメタ磁性が四重極モーメント間の相互作用により、ブロードになることがわかった。これらの結果を合わせると、Pr化合物では四重極相互作用を無視して磁性を議論する事には危険がある。
UPd_3では初めて四重極モーメントによる磁気相図を決定することができた。また、小さなメタ磁性を発見したが、このメタ磁性も四重極秩序と関係しており、新しいタイプのメタ磁性である可能性がある。これらについては現在解析中であり、その後に論文として発表する予定である。

Research Products

• [Publications] K.Sugiyama: "Metamagnetism Based on the Quadrupolar Interaction in RCu_2" Journal of Magnetism and magnetic Materials. 177-181. 361-362 (1998)
• [Publications] Y.Yoshida: "Metamagnetism Transition Based on the Quadrupole Moment in DyDu_2" Journal of Physical Society of Japan. 67. 1421-1430 (1998)
• [Publications] R.Settai: "Anisotropic Cooperative Jahn-Teller Effect and Metamagnetism in PrCu_2." Journal of Physical Society of Japan. 67. 636-644 (1998)
• [Publications] K.Sugiyama: "High-field magnetization of PrCu_6 and PrNi_5 with the singlet ground state.." Journal of Physical Society of Japan. 67. 2553-2554 (1998)
• [Publications] K.Sugiyama: "High-field magnetization in TbCu_2 and HoCu_2 single crystal." Journal of Physical Society of Japan. 67. 3244-3250 (1998)
• [Publications] K.Sugiyama: "Metamagnetism Transition Based on the Quadrupole Moment in RCu_2 Single Crystal." PhysicaB. 199印刷中. (1999)