Research for anisotropic Kramers doublets at low-symmetry magnetic sites

令和４年度の研究実績として、研究計画調書に基づき、①高対称結晶中の低対称サイトにおける希土類結晶場固有状態の実験的決定手法の確立、②Ce2Pd2Pbの部分秩序状態の実験的な証明、および③Ce3Ag4Mg12における磁気構造の解明およびその関連物質の探索を行った。本研究の中核をなす、①の決定手法については、計画調書作成後に発表した論文にて、正方晶化合物Ce2Pd2Pbにおける直方対象Ceサイトに対する結晶場固有状態の解析手法を報告した。本年度の研究の進展として、新たに東北大学多元物質科学研究所との共同研究を行い、中性子回折実験により固有状態の磁気モーメントの異方性を確定することで、マクロ測定から２つに候補を絞られていた結晶場固有状態の決定に至った。②の部分秩序状態については、報告した結晶場固有状態の性質を用いた極低温磁場中比熱測定結果の解析により、その発現を証明するに至った。今後はこの物質の異方的な磁気モーメントの性質により発現が期待される分数励起状態の探索を行う。③のCe3Ag4Mg12については、反強磁性転移温度における常磁性的な帯磁率の起源の解明のため、共同研究者とともに中性子散乱実験を行い、その起源に迫るうえで重要な結晶場固有状態の情報を得た。今後は磁気構造の特定と秩序パラメータの特定を行う。関連して、この化合物の元素置換系の探索を行い、単結晶育成の報告のなかった化合物の単結晶化に成功した。これらの成果は当初の予定以上の進展である。

令和４年度の研究実績として、研究計画調書に基づき、①高対称結晶中の低対称サイトにおける希土類結晶場固有状態の実験的決定手法の確立、②Ce2Pd2Pbの部分秩序状態の実験的な証明、および③Ce3Ag4Mg12における磁気構造の解明およびその関連物質の探索を行った。本研究の中核をなす、①の決定手法については、計画調書作成後に発表した論文にて、正方晶化合物Ce2Pd2Pbにおける直方対象Ceサイトに対する結晶場固有状態の解析手法を報告した。本年度の研究の進展として、新たに東北大学多元物質科学研究所との共同研究を行い、中性子回折実験により固有状態の磁気モーメントの異方性を確定することで、マクロ測定から２つに候補を絞られていた結晶場固有状態の決定に至った。②の部分秩序状態については、報告した結晶場固有状態の性質を用いた極低温磁場中比熱測定結果の解析により、その発現を証明するに至った。今後はこの物質の異方的な磁気モーメントの性質により発現が期待される分数励起状態の探索を行う。③のCe3Ag4Mg12については、反強磁性転移温度における常磁性的な帯磁率の起源の解明のため、共同研究者とともに中性子散乱実験を行い、その起源に迫るうえで重要な結晶場固有状態の情報を得た。今後は磁気構造の特定と秩序パラメータの特定を行う。関連して、この化合物の元素置換系の探索を行い、単結晶育成の報告のなかった化合物の単結晶化に成功した。これらの成果は当初の予定以上の進展である。