| 今後の研究の推進方策 |
2019年度はNi2V2O7を対象とする。この物質では、TN1 = 6.7とTN2 = 5.7 Kで磁気転移が起こるが、磁気構造は分かっていない。2 Kでは8から30 Tの間で1/2量子磁化プラトー（一種の常磁性状態）が見られる。2種類のNi2+サイトが存在する。スピンの値は1である。3種類の短いNi-Ni対が存在し、それらの交換相互作用をJ1, J2, J3.と表すことにする。交換相互作用の値については3組の報告例があり、収束していない。J1 = 33.5 K, J2 = 37.4 K, J3 = 470 K (モデル1)、J1 = 1.8 K, J2 = 6.0 K, J3 = 161 K (モデル2)、J1 = 9 K, J2 = 38 K, J3 = 17 K (モデル3)。なお、全てが反強磁性相互作用だと評価されている。
以下の手順で、Ni2V2O7の交換相互作用の値を決定する。まず、ゼロ磁場での磁気構造を決めて、交換相互作用の符号を調べる。次に、9 Tの磁場中で中性子回折実験を行い、Ni1とNi2サイトの磁場誘起モーメントの大きさ（M1とM2）を決める。例えば、モデル1または2が正しければ、J3相互作用で形成される反強磁性ダイマーのため、M1は小さく、孤立スピンに近いので、M2は大きいと期待される。一方、モデル3が正しければ、J2とJ3相互作用で形成される反強磁性テトラマーのため、M1とM2は近いと期待される。帯磁率や磁化曲線の結果だけでなく、M1とM2の値も考慮することで、交換相互作用の値をより正確に決めることを目指す。
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