放射光432

第 5 巻第 4 号(1992 年)

新博士紹介れており，磁化に敏感である。実験的には，強磁

1. 氏名小泉昭久(現:姫路工業大学理学部

性体試料に磁場を加え，その向きを反転させたと物質科学科)

2. 専攻大学院名

きのブラッグ反射強度の違いから非対称度Ra= (I↑­

岡山大学大学院自然科学研究I •) /(I↑ +I ↓)を求める。ここで，科化の向きが，散乱面の法線ベクトルに平行(反平I ↑(I↓)は，磁3. 学位の種類博士〔理学)行)のときの反射強度である。また，

4. 取得年月

端を利用するため，原子種を選択できるという利

5.

題名

1992 年 3 月

x 線の吸収X 線共鳴交換散乱による強磁性 Nd2Féí4点がある。吸収端の近傍で，エネルギーを変化さB 化合物の研究せながら測定を行なうと，

x 線磁気円二色性と同様に，フェルミ準位より上の非占有準位のスピン6.

偏極や，軌道磁気モーメントの大きさを反映した

アブストラクト

近年の放射光利用技術の進歩により X 線によるスペクトルが得られる。特に，希土類元素の L 2. 3 -磁気散乱・吸収実験が可能となっており，磁性研吸収端において大きな共鳴交換散乱の効果が期待究の新たな手法として期待されている。その中のされるので，研究対象としては希土類元素を含ん一つである X 線共鳴交換散乱は，電気的多重極遷だ磁性体が有利である。本研究で試料として用い移とパウリの排他律に由来するものとして説明さた Nd 2Fe 14 B 化合物は，強力な氷久磁石として広く

2θB0•:
33052.
80。 :44072.
7ロ :55095.
70ω(ゆ)か凶2 〉ω〈江 O 一ト〈広〉匡ト2)do 一ト〈江〉江ト2(渓凶2 〉ω〈(a)2θB0・ :330 57.
6‑2。 :44079.
9006.
8ロ :550 10コ

コ

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NdL2‑edge

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10‑10o

10E‑EO(eV)
図 1

NDL2， 3- 吸収端における非対称度‑116‑(C) 1992 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

放射光第 5 巻第 4 号(1992年)

応用されている。この物質は ，433135K 付近でスピンいることを示唆している。また，

スペクトルの形再配列現象を起こし，磁イヒが c 軸方向から[ 110J 方だけでなく，その大きさについても検討した。散向に傾く。室温以下での磁気異方性は，乱角を 8 B とすると，双極遷移の場合，非対称度のNd 副格子の異方性が中心的役割を果~t.こしていると考えられ大きさは理論的に tan28 B に比例する。

る。の非対称度は ，Nd 原子には，4f と 4g の 2 つの原子サイトがL 2 一吸収端

28E>90。の 550 反射で符号を変えあり，理論的には Nd に働く結晶場と Nd-Fe 間のてはいるカ{，交換相互作用を取り入れた計算により磁化の傾きい。これは，試料が Nd 2 Fe 1 4 B のような化合物の場角が計算されている。各サイトの磁気モーメント合，各反射指数における構造因子が異なるため，は異なる角度で傾いていると考えられているが，全反射強度に対する Nd 原子からの反射の割合が反実験的には明らかにされていない。本研究では，射指数により異なるためであると考えられる。そX 線共鳴交換散乱を Nd 2 Fe 14 B の磁性研究に応用

こで，散乱角と構造因子について非対称度の補正し，次のような結果を得た。

を行なうと，その大きさは tan 28 E に比例していな

440 と 550 反射のスペクトルはよい一致を示したが，330 反射のそれは補正後も異なd唱・・・・、、IJ，，a、る大きさを示した。構造因子の計算より，NdL乙 3- 吸収端の比較

440 反射における L 2 . 3 一吸収端で‘の測定から非対射は主に 4g サイトの Nd 原子を，330 反

440 と 550 反射で

Nd 2Fe 14 B の状態密度の計は 4f と 4g の両サイトの Nd 原子を反映しているこ算結果からスピン偏極を見積り，各吸収端での非とがわかり，反射指数による違いは，サイトの遠対称度との比較を行なった。その結果 ， Lz-吸収端いを反映しているのもと考えられる。吸収端を利Nd用することで原子種を選択できるだけでなく，反称度を求めた(図 1) 0での非対称度は，主に双極遷移によっており，5d バンドのスピン偏極と定性的に一致しているこ

射指数を選ぶことにより，さらに原子サイトも選とがわかった。しかし，択可能であることがわかった。

L 3 - 吸収端での非対称度は， L 2 -吸収端での結果から予想されるスペクトルとは異なった複雑な構造を示している。原因とし

2て 4f状態への四重極選移の寄与，あるいは 5d 状態(0の0右足戸市広の軌道磁気モーメントの寄与が考えられる。

(2) 散乱角依存性

次に，非対称度の散乱角依存性を調べた。非対称度に対する双極遷移と四重極選移の寄与は散乱角依存性が違う。従って，異なる反射指数で測定。: 330を行ない，スペクトルの形状変化をみれば，それ~: 440

ぞれの寄与を識別できる可能性がある。図 1 (a)(b)に L Z • 3 -吸収端における，非対称度を示す。

・: M(η/M(RT)330, 440, 550 反射の100。

L 2 一吸収端での非対称度スペク

200

300

Temperature(K)トルは，各反射とも同様な形をしており ， (1)で述
べたとうり双極遷移の寄与が大きいことがわか

図 2非対称度の温度変化各値は，比較のための室温の値で規格化る。一方， L 3 -吸収端では，スペクトルの形が変化.は，している。これは，四重極遷移の寄与が存在して-117 ー

Nd 原子の磁気モーメン卜434

放射光第 5 巻第 4 号(3) 温度変化

トの磁気モーメントは，(2) の結果をうけて，Lz- 吸収端において 330 と(1992年)

c 軸から大きく傾いており容易面型の異方性を好む傾向がみられるが，4g

440 反射の非対称度の温度変化を測定した(図サイトの磁気モーメントは，ほぼ c 軸方向を向い2) 。非対称度の大きさは，磁化の大きさに比例すていると考えられ，容易軸型の異方性を示しているが，スピン再配列による c 軸からの傾き角も反る。

映している。 330 と 440 反射における非対称度のFe 聞の交換相互.作用に由来する分子場よりも，温度変化の違いから，各サイトの Nd 磁気モーメンイオンの各サイトに働く結晶場の違いがより大きトが，それぞれ異なる角度をもってスピン再配列な役割を果たしていると考えられる。

Nd 2 Fe l 4 B のスピン再配列現象に対し，を起こすことが実験的に明らかにされた。 4f サイ

Ndｭ
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放射光科学講習会テキスト

放射光リングからの高輝度 X 線，紫外線の利用
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日本放射光学会(本学会第 5 回年会のプログラムの一部として開催)
B5 版，104 頁

日本放射光学会事務局

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