偏極中性子回折法を用いた軌道秩序の研究

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1.軌道秩序と強磁性発現機構の問題点を明らかにするために、強磁性絶縁体Lu_2V_2O_7の中性子非弾性散乱実験を実施した結果、偏極中性子回折法で決定された軌道秩序状態[1]から予想される等方的なスピン波の観測に成功した。Lu_2V_2O_7においては、YTiO_3で見られた偏極中性子回折法にて決定された軌道秩序とスピン波の間の矛盾が存在せず、軌道秩序状態がスピンの強磁性的配列を誘発するという理論的予想を支持する結果となった。また、最近のNMRの研究において、YTiO_3における軌道揺らぎの効果の重要性が指摘されているが、以前我々が実施した偏極中性子回折法による実験結果もその可能性を示唆しており、YTiO_3でのスピン波の問題点は軌道揺らぎの影響により説明されると考えられる。以上の結果より、軌道秩序状態のスピンの強磁性配列への関与について統一的な見解が得られた。2.Ca_<1.8>Sr_<0.2>RuO_4におけるメタ磁性転移前後の軌道状態を偏極中性子回折実験にて観測した。本年度は、現在までに問題となっていた消衰効果の影響についても詳細な調査を実施し、その補正に成功した。その結果、メタ磁性転移前後における軌道状態に劇的な変化は観測されず、Ca_<1.8>Sr_<0.2>RuO_4の系におけるスピン配列は軌道自由度以外の影響を考慮する必要があると考えられる。[1] H.Ichikawa et al.J.Phys.Soc.Jpn.74 1020 (2005).