2006 Fiscal Year Annual Research Report
メスバウアー分光によるネプツニウム化合物の局所磁性直接観察
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17540311
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
本間 佳哉 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00260448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 正美 日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 副主任研究員 (60370441)
那須 三郎 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 名誉教授 (00030057)
青木 大 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30359541)
中村 彰夫 日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 主任研究員 (80370443)
塩川 佳伸 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50111307)
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| Keywords | メスバウアー / 磁性 / ネプツニウム / アクチノイド / 内部磁場 / 磁気構造 / 5f電子 / 電子状態 |
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| Research Abstract |
本研究課題では^<57>Feメスバウアー分光ならびに^<237>Npメスバウアー分光を駆使して、ネプツニウム金属間化合物の電子状態、特に磁性状態の解明を行った。^<241>Am線源を用いた^<237>Npメスバウアー分光をネプツニウム化合物に適用したのは我が国初めての成果である。また、磁化、電気抵抗、比熱といった基礎物性測定も相補的に行った。
我々は米ロスアラモスにおけるPuCoGa_5の18Kでの超伝導発見に触発されて、NpTGa_5の基礎物性測定を系統的に行ったがいずれも磁性体であった。その中でNpFeGa_5はNpサイトに加えFeサイトも磁気モーメントを有する可能性が中性子回折により指摘された。そこで^<57>Feメスバウアー分光を測定するとFeサイトの内部磁場はT_N=117K以下でブリルアン関数的に増大し、4.2Kでは1.9テスラに達した。また、アイソマーシフトはデバイ因子を反映して参照物質のUFeGa_5(低温まで常磁性体)と同様の振る舞いを示した。常磁性状態で殆どゼロである四極子相互作用はT_N直下から60K付近まで負の値が観測された。そこで、^<57>Feメスバウアー分光を磁場中で測定し、外部磁場と内部磁場が逆向きであることを見出した。
さらに、^<237>Npメスバウアースペクトルを10-70Kで測定した。磁気分裂が観測され、内部磁場は204テスラに達しており、Npの持つ磁気モーメントは0.94μ_Bとなった。また、アイソマーシフトはNpAl_2に対して+5.5mm/sとなりNpイオンは3価であることが確認された。
強磁性体NpSb_2のメスバウアー分光も行った。磁化測定との検証からNpサイトの局在モーメントに対し伝導電子は負に分極してネットとして1.6μ_Bの磁化が発現していることが明らかになった。
また、高分解能・高効率の^<237>Npメスバウアー分光を実現するために^<241>Amの合金線源の作製を検討した。
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[Journal Article] ^237Np and ^57FeMossbauer study of NpFeGa_52006
Author(s)
Y.Homma, S.Nasu, A.Nakamura, M.Nakada, D.Aoki, N.Metoki, E.Yamamoto, H.Sakai, S.Ikeda, Y.Haga, Y.Onuki, Y.Shiokawa
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Journal Title
Hyperfine Interactions 168・1-3
Pages: 1175
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[Journal Article] Hyperfine Interactions of NpFeGa_5 Observed by ^237Np and ^57Fe Mossbauer Spectroscopy2006
Author(s)
Y.Homma, S.Nasu, A.Nakamura, M.Nakada, D.Aoki, N.Metoki, E.Yamamoto, H.Sakai, S.Ikeda, Y.Haga, Y.Onuki, Y.Shiokawa
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan, Supplement 75
Pages: 44
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