2023 Fiscal Year Annual Research Report
Frustration effect and Kitaev interaction in honeycomb Kondo lattice compounds
| Project/Area Number |
21K03473
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
高畠 敏郎 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 名誉教授 (40171540)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅尾 和則 広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 准教授 (10223596)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 強相関電子系 / 磁気フラストレーション / 低温高圧実験 / 量子臨界現象 / キタエフモデル / ハニカム格子 / 希土類化合物 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに，希土類イオンがハニカム格子を組むRPt6Al3の内でR=CeとR=Gdの物性を明らかにした。R=Ceは重い電子的挙動を示し，そのPtを同族元素のPdで5%置換すると反強磁性(AFM)転移が発現した。一方，Ir/Auで置換すると近藤温度は上下したが，固溶限まで置換しても磁気転移は現れなかった。この結果はPd置換による磁気秩序は，Ceハニカム格子の磁気フラストレーションが弱められた為であることを意味している。R=Gdは7.4 Kでの反強磁性的秩序に伴い，ハニカム面内で小さな自発磁化を示した。これは，ジャロシンスキー・守谷(DM)相互作用によると提案した。
本年度は，R=Nd, Sm, Tbの単結晶を育成し，低温での物性を調べた。その結果，下記の事実が判った。R = Nd-TbはいずれもAFM秩序を起こすが，R = Nd, Gdでは傾角AFM構造，R = Sm, Tbは共線的なAFM構造をとる。常磁性状態の磁化率は，R = Nd，Tbではハニカム面内の方が面直方向よりも大きいのに対して，R = Smでは逆である。この磁気異方性は，結晶場効果によって説明された。TN以下では，R = Nd, Gdの磁気モーメントはc面内にあり，弱強磁性成分を伴うのに対して，R = Sm, Tbは磁気モーメントがc軸方向に向いた共線的なAFM秩序を示す。R = Smの共線的AFM磁気構造は，共鳴X線散乱実験によって確認した。一方，非共線的な磁気構造がR = Nd, Gdのみで現れるのは，DM相互作用がはたらくためである。その原因は，Rの六角形がPtの正三角形を内包することで，最近接Rイオン間の中点において反転対称性が失われるためと指摘した。さらにR = Nd, Gdの傾角AFM構造とR = Sm, Tbの共線的なAFM構造の比較から，DM相互作用のDベクトルはc軸方向を向くと結論した。
|
