新しい重い電子系ーアモルファスセリウム合金ーの構造と物性

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03452029
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 隅山 兼治 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70101243)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 櫻井 雅樹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80235225) ; 柴田 薫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60183836) ; 神山 智明 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90005926) ; 鈴木 謙爾 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005861)
• Keywords: 重い電子系 / セリウムー鋼合金 / セリウムーシリコン合金 / セリウムールテニウム合金 / 低温比熱 / 磁化率 / 電気抵抗 / アモルファス

Research Abstract

我々のグル-プでは、世界に先駆けてアモモルファスCeーCu合金の作製に成功した。これらの合金の電子の有効質量は結晶質CeCu_6と同程度で極めて大きいが、磁性や電気抵抗は原子配列のランダムさを反映して、コヒ-レント近藤状態が実験されないことを明らかにした。本研究計画においては、アモルファスCe合金の物性の組成依存性ならびに、ランダム原子配列の電子の整合性に及ぼす影響を調べるなど、新たな視点から重い電子糸の問題にアプロ-チする。
現有のDC3極ならびにDC対向タ-ゲット型スパッタリング装置を用いて蕾CeーCu,CeーSi、CeーRuを作製した。本研究補助金で購入したゴニオメ-タ-および計数記録装置を既存のX線発生装置に取り付け、Ce合金の構造解析を行った。示差走査熱量曲線に鋭い発熱ピ-クが存在することと併せて、いずれの合金系も、広い組成範囲にわたりアモルファス相が形成されていると考えられる。また動径分布関数によれば、Ce濃度の増加とともに、CeーCe原子間距離が減小するのに対して、CeーCuおよびCeーSi原子間距離はほとんど組成依存性がない(CeーRu合金のX線構造解析は現在準備中)。Ce合金について、低温比熱、電気抵抗、磁化率、磁気抵抗、熱電能を測定し、ランダム合金中の重い電子の挙動を調べた。結晶質において、CeーCu、CeーSi、CeーRuと近藤温度が高くなるのを反映して、低温での電子比熱係数の増強効果がこの順に弱くなり、対数的な電気抵抗の温度変化の領域も高温側にシフトする。また、最も近藤温度の高いCeーRu合金においては、ランダム系では生じ難いと考えられていたコヒ-レント近藤状態が実現されることが見出された。現在、光電子分光によるアモルファスCe合金の電子状態に関しても測定を開始しつつある。

Research Products

• [Publications] Hitoshi Amano: "Is Amolphons CeCu_6 Alloy a Heavy Fermion System?" J.Phys.Soc.Jpn.60. 397-399 (1991)
• [Publications] Takehiko Hihara: "Amorphous CeーSi AlloysーNew Heavy Fermion System" Solid State Commun.80. 747-751 (1991)
• [Publications] Kenji Suzuki: "Heavy Fermion Behavior in Amorphons and Crystallized CeCu_6 Alloys Produced by Sputter Deposition" J.Magn.& Mang.Mat.