希土類化合物の磁性に及ぼす四極子相互作用の影響

四极相互作用对稀土化合物磁性的影响

• 批准号: 07J55361
• 负责人: 保井 基良
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J55361/
• 关键词: 希土類化合物; メタ磁性; 交換相互作用; 四極子相互作用; 弾性定数測定; 中性子回折; 磁気構造

希土類化合物DyAgおよびDyCuの基底状態に磁場を印加すると,磁気構造相転移にともなう異方的な多段階メタ磁性を示す.この複雑な多段階メタ磁性に交換相互作用および四極子相互作用が重要な役割を果たしていると示唆されているが,いまだ定量的な説明はなされていない.本研究では,DyAgおよびDyCuを相補的に扱い,両化合物のメタ磁性に及ぼす交換相互作用と四極子相互作用の影響について定量的に解析した.以下に本研究によって得られた知見を示す.(1)DyAgおよびDy_xY_<1-x>Agの比熱測定を通して,4f電子のエントロピー解析を行った.その結果,結晶場基底がΓ_8であり,Dy^<3+>が磁気モーメントJ_x,J_y,J_zおよび四極子モーメント<O_2>^0,<O_2>^2,O_<yz>,O_<zx>,O_<xy>を有することを示した.(2)DyCuの弾性定数測定を行い,C_<44>は常磁性相において温度低下にともない軟化現象を示す一方,C'=(C_<11>-C_<12>)/2は単調に硬化することを確認した.この結果から,O_<yz>,O_<zx>,O_<xy>間に四極子相互作用が働くことを示した.(3)上記(1)および(2)の結果をもとに,交換相互作用,四極子相互作用およびZeemanエネルギーを考慮し,DyCuおよびDyAgのメタ磁性の解析を行った.その結果,両化合物のメタ磁性を交換相互作用,四極子相互作用およびZeemanエネルギーによって定量的に説明できることを示した.また,解析の際に得られた交換相互作用係数J(0)と四極子相互作用係数K(0)は,DyCuではJ(0)S^2/k_B=-40.2K,K(0)Q^2/k_B=-17.4K,DyAgではJ(0)S^2/k_B=-41.4K,K(0)Q^2/k_B=-20.4Kであった.J(0)は過去の報告とよく一致しており,また,K(0)は負の値であり,反強四極子型の四極子相互作用が働いていることを初めて定量的に示した.

DyAg and DyCu are rare earth compounds, and their magnetic structures shift due to magnetic field and multi-stage magnetic properties. These complex multi-level magnetic exchange interactions and quadrupole interactions play an important role in explaining the effects of these interactions. In this study,DyAg and DyCu complement each other, and the effects of magnetic properties and exchange interactions on quadrupole interactions of compounds are quantitatively analyzed. The following is a summary of the findings of this study. (1) Specific heat measurement of DyAg and Dy_xY_<1-x>Ag is carried out through analysis of 4f electrons. As a result, the crystal field base is found to be Γ_8,Dy^&lt;3+&gt;, J_x,J_y,J_z <O_2><O_2><yz><zx>and quadrupole<xy>. (2) The determination of DyCu's properties shows that C_<44>is a softening phenomenon due to temperature drop in the normal magnetic phase, and C'=(C_<11>-C_<12>)/2 is a hardening phenomenon due to temperature drop. The results show that the quadrupole interaction between O_<yz>,O_<zx>,O_<xy>is very simple. (3)The results of (1) and (2) above are discussed. Exchange interaction, quadrupole interaction and Zeeman interaction are considered. DyCu and DyAg are analyzed by magnetic properties. The results show that the magnetic exchange interaction, quadrupole interaction and Zeeman interaction of the compounds are quantitative. Exchange interaction coefficient J(0) Q (2) K(0) Q (2) K (2) K (2) K (2 Anti-strong quadrupole and quadrupole interactions are shown quantitatively.

项目成果

希土類化合物DyCuの弾性定数測定と四極子構造モデル

稀土化合物DyCu的弹性常数测量及四极结构模型

• 发表时间: 2009
• 作者: Ikeda;S.;池田慎也;Motoyoshi Yasui;Motoyoshi Yasui;保井基良
• 通讯作者: 保井基良

Exchange and Quadrupolar Interactions in DyCu Studied by Neutron Diffraction under Magnetic Field

磁场下中子衍射研究 DyCu 中的交换和四极相互作用

• 发表时间: 2007
• 作者: Ikeda;S.;池田慎也;Motoyoshi Yasui;Motoyoshi Yasui;保井基良;Motoyoshi Yasui;保井基良;Motoyoshi Yasui
• 通讯作者: Motoyoshi Yasui

中性子回折によるDyCuのメタ磁性転移

通过中子衍射观察 DyCu 的变磁转变

• 发表时间: 2007
• 作者: Ikeda;S.;池田慎也;Motoyoshi Yasui;Motoyoshi Yasui;保井基良;Motoyoshi Yasui;保井基良;Motoyoshi Yasui;Motoyoshi Yasui;保井 基良
• 通讯作者: 保井 基良

定常磁場中中性子回折によるDyCuのメタ磁性転移の研究

稳态磁场中中子衍射研究 DyCu 变磁转变

• 发表时间: 2007
• 作者: Ikeda;S.;池田慎也;Motoyoshi Yasui;Motoyoshi Yasui;保井基良;Motoyoshi Yasui;保井基良;Motoyoshi Yasui;Motoyoshi Yasui;保井 基良;保井 基良;保井 基良
• 通讯作者: 保井 基良

Investigation of quadrupolar interaction in DyCu

DyCu 中四极相互作用的研究

• 期刊: Journal of Physics : Conference Series (in publish)
• 作者: Ikeda;S.;池田慎也;Motoyoshi Yasui;Motoyoshi Yasui
• 通讯作者: Motoyoshi Yasui