2019 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of novel quantum phenomena in non-Kramers Pr compounds by NMR
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17H02918
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
瀧川 仁 東京大学, 物性研究所, 教授 (10179575)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 核磁気共鳴 / 多極子 / スピン軌道強結合系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に開始したダブルペロブスカイト構造を持つ5d遷移金属酸化物Ba2MgReO6の酸素サイトのNMR実験を完了し、結果の解析から反強多極子秩序の微視的な秩序パラメータの定量的な決定に成功した。
この物質では、立方対称の結晶場の基底状態であるt2g軌道を占めるRe6+イオンの1個の5d電子が、強いスピン軌道相互作用によって4重縮退した有効角運動量Jeff=3/2の状態を取り、磁気モーメント以外にも電気四極子や磁気八極子の自由度を有する。先行研究では35Ｋと18Ｋに2段の相転移が見出されており、それぞれ反強四極子転移およびフェリ磁性（傾角強磁性）転移に対応することが報告されている。この結果はChenらの理論予想と良く会っているが、この理論ではフェリ磁性相ではさらに2種類の磁気八極子が存在することを予言している。
本研究では、酸素サイトの17O-NMRによって四極子や八極子の空間配置を実験的に決定することを試みた。Reサイトの5d軌道が、これを八面体状に取り囲む6個の酸素サイトの2p軌道と混成することにより、多極子モーメントの一部は酸素サイトに広がり、酸素原子核に異方的な電場勾配や超微細磁場を及ぼす。本研究では35Ｋ以下で磁場中の酸素サイトのＮＭＲ共鳴線の分裂の角度依存性を詳細に測定し、その定量的解析から磁気モーメントのみならず、四極子および八極子モーメントの分布をほぼ完全に決定することができた。
本研究の結果の物理的な意義を確立するためには、今後ミクロなモデルに基づく定量的な理論計算を行って、本実験結果がどこまで説明できるかを検証することが必要であり、現在そのような共同研究を進めている所である。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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