金属相酸化バナジウムの量子臨界点近傍におけるスピン・軌道揺らぎのNMRによる研究

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金属絶縁体転移を示す酸化バナジウムV_2O_3のV原子サイトにTi原子置換を施し金属相を安定化した(V_<1-x>Ti_x)_2O_3系における反強磁性秩序出現の機構について、核磁気共鳴(NMR)法を用い微視的観点からの解明を目指している。金属絶縁体転移境界領域を含む幅広い組成域についての粉末試料に対する磁化率測定及び^<51>V核NMR測定から、Ti置換による金属相への転移は量子臨界的ではなく不連続的(一次転移的)であること、また、金属相においても電子状態は空間的に一様ではないことを明らかにした。本年度はさらに詳細な局所的電子状態についての知見を得るため、境界組成である(V_<0.95>Ti_<0.05>)_2O_3(全温度領域で金属相)の単結晶についてのNMR測定を行った。ゼロ磁場におけるNMR信号の探索及びNMRスペクトルの測定から、反強磁性金属相において内部磁場の異なる2種類のV原子サイトの存在を示唆する結果を得た。信号・雑音比(S/N比)の不足のため常磁性相における信号の観測には至っておらず、受信感度の向上及び実験条件の確定を現在進めている。この他(V_<1-x>Ti_x)_2O_3系との比較の観点から、原子置換により絶縁体相が安定化される(V_<1-x>Al_x)_2O_3系の粉末試料を合成し、反強磁性絶縁相における^<51>V核NMR測定を行った。その結果、Ti置換系で見られたような局所的環境の明確に異なるV原子サイトはAl置換系には存在しないことが分かった。また、C_<r2>O_3のCr原子サイトに少量のV原子を置換した系にみられるV_2O_3に比し磁気モーメントの大きなV原子サイトは、Al置換によっては発生しないことが明らかになった。