Correlation between rattling of rare earth ion and the electronic state in cage-structured compounds
Project/Area Number |
15K05190
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Research Field |
Condensed matter physics II
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Research Institution | National Institute for Materials Science |
Principal Investigator |
TSUJII NAOHITO 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (90354365)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岡 人志 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 専任研究員 (30239850)
櫻井 裕也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (60421400)
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Research Collaborator |
KITAZAWA Hideaki
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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Keywords | 希土類化合物 / 価数揺動 / ラットリング / 熱伝導率 / 中性子回折 / 磁性 / 磁気構造 / 格子 / 熱伝導 / Yb / 熱振動 / カゴ状構造 / 希土類 / 近藤効果 / 重い電子 |
Outline of Final Research Achievements |
Intermetallic compounds with cage-like structure or anisotropic structure are of great interest since they often show intriguing properties such as superconductivity and valence transition. In this research, we focused on the possible effect of the hybridization of f- and carrier electrons to the lattice dynamics in cage structured compounds with rare earth ions. We performed neutron powder diffraction experiments on Ce3Pd20X6 (X=Si, Ge) and found that the atomic displacement parameters of Ce ions are large. We also observed significantly reduced thermal conductivity at low temperature in these Ce compounds, which is explained by the phonon scattering by the distinct c-f hybridization. Our results show strong correlation between f-electronic state and the atomic vibration, which calls for further detailed research.
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまであまり注目されてこなかった4f電子と伝導電子の混成が原子振動に及ぼす効果について研究し、これらの間に強い関連があることが明らかになった。特にc-f混成とラットリングの相関や、価数揺動によるフォノン散乱による熱伝導率の低減など、熱物性への顕著な影響が観測された。4f電子の電子状態はこれまで学術的に詳しく研究されてきた。今後、希土類を含んだ化合物に関して、例えば熱電材料、熱膨張、磁気熱量効果などの熱物性の応用のために、これまで蓄積されてきた電子系の知識を活用することで、研究が大きく進展することを意味している。
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Report
(5 results)
Research Products
(36 results)
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[Journal Article] Pressure-induced anomalous valence crossover in cubic YbCu5-based compounds2017
Author(s)
H. Yamaoka, N. Tsujii, M.T. Suzuki, Y. Yamamoto, I. Jarrige, H. Sato, J.F. Lin, T. Mito, J. Mizuki, H. Sakurai, O. Sakai, N. Hiraoka, H. Ishii, K.D. Tsuei, M. Giovannini, E. Bauer
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 7
Issue: 1
Pages: 5846-5846
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Electronic structure of ferromagnetic heavy fermion, YbPdSi, YbPdGe, and YbPtGe studied by photoelectron spectroscopy, x-ray emission spectroscopy, and DFT+DMFT calculations2017
Author(s)
H. Yamaoka, P. Thunstrom, N. Tsujii, K. Katoh, Y. Yamamoto, E.F. Schwier, K. Shimada, H. Iwasawa, M. Arita, I.Jarrige, N. Hiraoka, H. Ishii, K.D. Tsuei, J. Mizuki
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Journal Title
Journal of Physics: Condensed Matter
Volume: 29
Issue: 47
Pages: 475502-475502
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Pressure-induced phase transition in LaCo5 studied by x-ray emission spectroscopy, x-ray diffraction, and density functional theory2016
Author(s)
H. Yamaoka, Y. Yamamoto, E.F. Schwier, N. Tsujii, M. Yoshida, Y. Ohta, H. Sakurai, J. Lin, N. Hiraoka, H. Ishii, K. Tsuei, M. Arita, K. Shimada, J. Mizuki
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 94
Issue: 16
Pages: 165156-165156
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] LaCo5における電子状態と結晶構造の圧力変化:X線発光分光とX線回折によるLifshitz transitionの観測2016
Author(s)
山岡人志, 山本義哉, 辻井直人, 吉田雅洋, 太田雄, 櫻井裕也, Lin Jung-Fu, 平岡望, 石井啓文, Tsuei Ku-Ding, 有田将司, 島田賢也, 水木純一郎
Organizer
日本物理学会 2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学
Year and Date
2016-09-13
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[Presentation] Dy5Pd2の磁気熱量効果2016
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日本物理学会 2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学
Year and Date
2016-09-13
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Author(s)
山岡人志, 山本義哉, E. F. Schwier , 仲武昌史, 澤田正博, 櫻井裕也, 辻井直人, 有田将司, 島田賢也, 生天目博文, 谷口雅樹, 水木純一郎
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学
Year and Date
2015-09-16
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[Presentation] Cubic YbCu5系化合物の高圧下におけるYb価数の異常な振舞い2015
Author(s)
山岡人志、辻井直人、鈴木通人、山本義哉、Ignace Jarrige , 佐藤 仁, Jung-Fu Lin , 水戸 毅, 櫻井裕也、平岡 望, 石井啓文, Ku-Ding Tsuei , 酒井 治, 水木純一郎, M. Giovannini, E. Bauer
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学
Year and Date
2015-09-16
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