低温・高圧力下の新しい電気・光物性測定装置の開発と強相関電子系物質の量子相転移

• Project/Area Number: 15684007
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 加賀山 朋子 大阪大学, 極限科学研究センター, 助教授 (40274675)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥29,380,000 (Direct Cost: ¥22,600,000、Indirect Cost: ¥6,780,000); Fiscal Year 2005: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2004: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2003: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
• Keywords: 高圧 / 複合極限 / 強相関電子系 / 量子相転移 / 希土類化合物 / 電気抵抗 / 光学測定 / 構造解析

Research Abstract

希土類化合物の物性を支配している相互作用はKondo効果、RKKY相互作用や結晶場などがあげられ、これらの相互作用の微妙なバランスの上にさまざまな興味ある物性を示すが、これらの個々の相互作用の強さを変え、結果としてこのバランスを変えることに相当する効果を与えるものとしては圧力や磁場が大きな役割を果たすことが知られている。量子相転移の研究において現段階で先行している、直接的に超伝導を観測する手段としての電気抵抗や帯磁率の測定だけでなく、高圧下での熱膨張測定や光学測定へと範囲を拡げていくために実験手法の開発にもとりくんだ。
ヘリウム循環型の冷凍機を拡張して用途・圧力範囲に応じて高圧装置を組み込み、簡便に1K以下までの低温で高圧下の電気伝導、熱膨張、光物性の測定ができる装置を立ち上げた。測定手段が拡がったのみならず、導入したラマン分光装置により超高庄領域で圧力決定が可能になったため圧力範囲も拡張された。
種々の物性の圧力効果は原子間距離の変化を通して電子構造に変化が起こるためであり、高圧力下の電気、磁気、光、熱的特性を議論するには同条件下での構造に関する情報が必要不可欠であり、高圧力下での結晶構造解析はたいへん重要である。いくつかの強相関電子系物質について放射光施設での高圧下X線回折実験の結果と合わせて諸物性の圧力依存性を議論した。

Research Products

• [Journal Article] Pressure effect for metal-insulator transition in filled skutterudite SmRu_4P_<12> (2006)
  • Author(s): A.Miyake et al.
  • Journal Title: Journal of Alloys and Compounds 408-412 Pages: 238-238
• [Journal Article] Structural Analysis of Filled Skutterudite PrRu_4P_<12> at High-Pressure and Low-Temperature (2006)
  • Author(s): A.Miyake et al.
  • Journal Title: Physica B (to be published)
• [Journal Article] The phase transition of CuCrZrS_4 at high pressure (2005)
  • Author(s): Y.Nakamoto et al.
  • Journal Title: Physica B 359-361 Pages: 1213-1215
• [Journal Article] The phase transition of PbHPO_4 (2005)
  • Author(s): Y.Nakamoto et al.
  • Journal Title: Physica B 359-361 Pages: 1303-1305
• [Journal Article] Pressure effect for metal-insulator transition in filled skutterudite PrRu_4P_<12> (2005)
  • Author(s): A.Miyake et al.
  • Journal Title: Physica B 359-361 Pages: 853-855
• [Journal Article] Pressure-induced collapse of ferromagnetism in PrSb_2 (2005)
  • Author(s): T.Kagayama et al.
  • Journal Title: Physica B (in press)
• [Journal Article] The spontaneous volume magnetostriction of Cr metal under high pressure (2004)
  • Author(s): Gendo Oomi et al.
  • Journal Title: J.Magn.Magn.Matt. 272-76 Pages: 2074-2075
• [Journal Article] Effect of pressure on Martensitic transition and Curie temperatures of Fe_<72>(Ni_xPt_<1-x>)_<28> alloys (2004)
  • Author(s): Shiori Kaji et al.
  • Journal Title: J.Magn.Magn.Matt. 272-76 Pages: 792-793
• [Journal Article] Magnetic properties of Co-Cu metastable solid solution alloys (2004)
  • Author(s): X.Fan et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.B 69
• [Journal Article] High pressure studies of anomalous electronic states of Y_<1-x>U_xPd_3 (2004)
  • Author(s): Gendo Oomi et al.
  • Journal Title: J.Phys. -Condensed Matter 16 Pages: 3385-3400
• [Journal Article] Effect of pressure on intermediate valence states in cerium Kondo compounds (2004)
  • Author(s): Gendo Oomi et al.
  • Journal Title: J.Rare Earths 22 Pages: 7-12
• [Publications] S.Kaji et al.: "Effect of pressure on Martensitic transition and Curie temperatures of Fe_<72>(Ni_xPt_<1-x>)_<28> alloys"J.Magn.& Magn.Mater.. (in press). (2004)
• [Publications] G.Oomi et al.: "The spontaneous volume magnetostriction of Cr metal under high pressure"J.Magn.& Magn.Mater.. (in press). (2004)