Spin fluctuation and critical phenomenon in heavy fermion Ce(Ru(0.95)Rh(0.05))2Si2

Abstract

CeRu2Si2 is a simple heavy fermion paramagnet down to 20 mK. By replacing Ru with Rh, a Spin Density Wave (SDW) transition takes place in CeRu2Si2 at x = 0.03 and disappears at x = 0.4. The ordered moment aligns along the c-axis and is sinusoidally modulated. The modulated amplitude changes from 0.02 mu(sub B) for x = 0.03 to the maximum value of 0.7 micro B for x = 0.15. In c-plane, the moment orders ferromagnetically. Here, the SDW phase transition of Ce(RU(0.95)Rh(0.05))2Si2 is studied by muon SR (Spin Relaxation). The measurement for x = 0.05 have been performed on single crystalline samples with c-axis parallel and perpendicular to the initial muon beam polarization. The zero-field muon SR spectra of Ce(Ru(0.95)Rh(0.05))2Si2 above T(sub N) shows exponential decay. The temperature dependence of the relaxation rate of slow component is shown. It is found that the critical slowing-down phenomenon appeared due to the SDW ordering for both axes. The asymmetry A(sub 1) drops around 2.O K and the fast relaxation component A(sub 2) appears when the muon beam is perpendicular to the c-axis. On the other hand, A(sub 1) decreases slightly when the muon beam is parallel to the c-axis. The anisotropy is consistent with the direction of the ordered moment reported by neutron diffraction experiment, and clearly indicates that the muon senses the large internal field along the c-axis.

CeRu2Si2は20mKまで単純な重いフェルミオン常磁性体である。RhをRuで置換することにより、CeRu2Si2はx=0.03においてスピン密度液(SDW)転移を起こし、x=0.4においてSDWは消失する。秩序モーメントはc軸に沿って整列し、正弦状に変調を受ける。変調した振幅はx=0.03に対する0.02μ(sub B)からx=0.15に対する最大値0.7μBまで変化する。c面においては、モーメントは強磁性としての秩序を示す。ここでは、Ce(Ru(0.95)Rh(0.05))2Si2のSDW相転移をμSR(ミューオンスピン緩和)により研究した。初期ミューオンビームの偏極に平行および垂直なc軸を有する単結晶試料に関して、x=0.05に対する測定を行った。T(sub N)以上において、Ce(Ru(0.95)Rh(0.05))2Si2のゼロ磁場下でのμSRスペクトルは指数的減衰を示す。遅い成分の緩和速度の温度依存性を示した。2つの軸に対して、SDWが秩序を持つため、臨界減速現象が出現することが明らかになった。非対称性A(sub 1)は2.0K付近で降下し、ミューオンビームとc軸が垂直になると、速い緩和成分A2が現れる。これに対して、ミューオンビームがc軸に平行のときは、A(sub 1)はやや減少する。この非等方性は、中性子回折実験で報告された秩序モーメントの方向と一致し、さらにミューオンがc軸に沿った大きな内部磁場にミューオンが有感であることを明確に示している。