핵자기공명을 이용한 단결정 MnV2O4 시료에서의 스핀 배열 연구

Abstract

$AB_2O_4$ 형태를 가지는 전이 금속 산화물은 기하학적으로 좌절된 계이며 그에 따른 특이한 성질들을 가지고 있어서 최근 많은 관심을 받고 있다. 그 중에서 $MnV_2O_4$ 는 Vanadium 이온의 전자가 t2g 준위에 삼중으로 오비탈이 축퇴어 더욱 특별하다. 이러한 오비탈 축퇴는 스핀-격자 간의 결합을 낳고, 이 결합은 단결정 시료의 경우에 자기적 전이와 구조적 전이가 같은 온도에서 일어난다는 특이한 성질을 유발한다. 이 때, 구조적 전이는 입방 대칭에서 정방 대칭으로 일어나며, 동시에 자기적 전이는 상자성에서 페리자성으로 변화하는 것으로 알려져있다. 하지만, 이러한 전이 후의 정확한 스핀 구조는 아직까지 알려져 있지 않다. 이 논문에서는 Mn과 V의 정확한 스핀 구조를 핵자기공명의 방법을 이용해서 측정하려고 한다. 핵자기공명에서 공명 곡선의 최고점은 외부에서 가해진 자기장의 세기에 따라 변화하며 이를 통해 우리는 각각의 스핀들의 기울어진 각도를 높은 정도의 정확도로 알아낼 수 있다.