セリウム近藤格子系におけるエネルギ-ギャップの形成

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03640315
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 高畠 敏郎 広島大学, 総合科学部, 助教授 (40171540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浴野 稔一 広島大学, 総合科学部, 助手 (40185103) ; 藤井 博信 広島大学, 総合科学部, 教授 (30034573)
• Keywords: エネルギ-ギャップ / 近藤格子系 / セリウム化合物 / 単結晶 / スピン相関 / 重い電子系 / 中性子散乱 / 磁気秩序

Research Abstract

CeNiSnにおけるエネルギ-ギャップの起源を明らかにするために、CeNiSnとその参照物質であるCePtSnの単結晶試料を育成し、種々の測定を行なった。新しく得た知見を以下に列挙する。
1.コヒ-レンス効果
CeNiSnのホ-ル係数は、約9Kでコヒ-レンスによる鋭いピ-クを示す。また、ギャップはNiサイトの僅かなPt部分置換によって消失する。いずれの結果も、ギャップ形成には、近藤格子としてのコヒ-レンスの発達が不可欠である事を意味する。
2.磁気相関の発達
μSR実験から得られたスピン緩和率は、ギャップが十分開いた1K以下で常磁性スピン相関が発達する事を明確にした。
3.弱い磁気秩序
低温比熱およびNMR測定から、CeNiSnは0.13K以下で弱い磁気秩序(〜0.001μ_B)を起こし、フェルミ面に新たなギャップを生じる事が判った。
4.中性子非弾性散乱
50K以下で低エネルギ-(E=2.5meV)の非弾性散乱ピ-クが、|Q^^→_1|=(0,0,1)と|Q^^→_2|=(0,0,1.33)とに観測された。その強度の温度変化は、従来知られているスピンやフォノン励起では到底説明できない。現在も実験を継続中である。
5.CePtSnとの比較
単結晶CePtSnの伝導と磁性は、比較的大きな結晶場(△=500K)中に置かれた3価CeイオンのRKKY相互作用と近藤効果(T_K=10K)との拮抗による結果として説明できる。この事は、CeNiSnのギャップ形成には、強いcーf混成による価数揺動が必要である事を意味する。

Research Products

• [Publications] T.Takabatake: "Anisotropic suppression of the energy gap in CeNiSn by high magnetic fields" Phys.Rev.B. 45. (1992)
• [Publications] M.Kyogaku: "Magnetic instability of the gap state in CeNiSn at very low temperature" J.Phys.Soc.Japan. 61. 43-46 (1992)
• [Publications] T.Takabatake: "Magnetoresistance and Hall effect in the Kondoーlattice system CeNiSn with an anisotropic energy gap" J.Magn.& Magn.Mater.(1992)
• [Publications] T.Suzuki: "Elastic anomalies of valence fluctuating CeNiSn" J.Magn.& Magn.Mater. (1992)
• [Publications] T.Takabatake: "Fieldーinduced transition from a pseudogap state to a heavyfermion state in the Kondoーlattice system CeNiSn" Physica B. (1992)
• [Publications] Y.Uwatoko: "Effect of pressure on the thermal expansion coefficient in CeNiSn" J.Magn.& Magn.Mater.(1992)