重い電子系セリウム化合物における非フェルミ液体現象

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640413
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 村山 茂幸 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (10157802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関根 ちひろ 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (60261385) ; 高野 英明 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (70154804)
• Keywords: 重い電子系 / 反強磁性 / SDW / フェルミ面のネスティング / フェルミ液体 / 非フェルミ液体

Research Abstract

大きな磁気異方性を持つ常磁性の重い電子系CeRu_2Si_2のRuサイトをRhで置換したCe(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2は0.05≦x≦0.3で遍歴電子型の反強磁性秩序が存在する。最近の中性子回折実験により、この磁気秩序はc軸方向にスピン偏極し、不整合なc軸方向の波数をもつサイン構造をしていることが明らかになった。
そこで、Ce(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2,x=0.15の単結晶試料を用いて、電気抵抗、磁気抵抗、磁場中比熱、磁化率の測定を行い、ネ-ル温度T_N=5.5Kにおいて、フェルミ面がc軸方向に沿って部分的にギャップが開くことを確認した。また、低温極限でもフェルミ面上でギャップが開かず、依然として残留する重い電子は全体の約65%であることが判明した。以上の結果から、この系はT_Nにおいて、c軸に沿って重い電子のフェルミ面上にネスティングが発生し、フェルミ面の一部にギャップが開くことが初めて示唆された。従って、この系の反強磁性はフェルミ面のネスティングに伴うSDW(スピン密度波)であると結論づけられ、重い電子系の特異な基底状態の一端が明らかにされた。次に、SDW相と常磁性相との境界濃度であるx=0.03および0.4の単結晶試料において、電気抵抗、帯磁率の測定を行った。この結果、x=0.03においては低温でフェルミ液体的な温度依存性:帯磁率一定、電気抵抗∝T^2が観測さらた。一方、x=0.4においては非フェルミ液体的な温度依存性:帯磁率増大、電気抵抗∝Tが観測された。従って、この系のRh高濃度側x≧0.4において、非フェルミ液体相が存在する可能性のあることが判明した。

Research Products

• [Publications] Shigeyuki Murayama: "Zero-field μSR study of antiferromagnetic Ce(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2 beavy-fermion compound" Hyper fine Interactions. 104. 205-208 (1997)
• [Publications] Chihiro Sekine: "Low-temperature properties of Ce(Ru_<0.85>Rh_<0.15>)_2Si_2 single crystals" Physica B. 230-232. 172-175 (1997)
• [Publications] Shigeyuki Murayama: "Uniaxial Fermi-surface nesting and spin-density-wave transition in the heavy fermion compound Ce(Ru_<0.85>Rh_<0.15>)_2Si_2" Physical Review B. 56. 11092-11096 (1997)
• [Publications] 関根ちひろ: "重い電子系セリウム化合物におけるフェルミ面のネスティングとSDW転移" 強相関伝導系の物理ニュースレター. 5. 35-35 (1998)