2000 Fiscal Year Annual Research Report
電流及びスピン密度汎関数法に基づく相対論的バンド理論の構築とf電子系への適用
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09640424
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| Research Institution | NIIGATA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
長谷川 彰 新潟大学, 理学部, 教授 (40004329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
家富 洋 新潟大学, 理学部, 助教授 (20168090)
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| Keywords | 電子エネルギーバンド構造 / フェルミ面 / 一般化密度勾配近似 / ウラン化合物 / スピン軌道相互作用 / 相対論的電流スピン密度汎関数理論 |
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| Research Abstract |
局所密度近似の交換・相関ポテンシャルおよび相対論的線形化APW法に基づき、パウリ常磁性をしめすウラン化合物UFeGa5の電子構造を計算し、その結果からフェルミ面を導いた。このウラン化合物の結晶構造は単純正方格子である。フェルミ準位近傍では、Uの5f成分とGaの4p成分がよく混成している。フェルミ面は第15バンドから形成されており、シリンダー状とクロス状の2種類のシートから成る。このウラン化合物に対するド・ハース-ファン・アルフェン効果は大阪大学及び日本原子力研究所の実験グループにより測定されつつある。その予備的な実験結果から予測されるフェルミ面の形状は、本研究の理論計算から導かれたフェルミ面の形状とほぼ一致する。このような理論と実験の一致は、このウラン化合物がパウリ常磁性であること、および実験的な電子比熱係数が中程度の大きさ(40mJ/K2mol)であることからも予想される結果である。つまり、このウラン化合物はUCやUB12と同じカテゴリー(価数揺動状態)にあり、5f電子はGaの4p成分との混成により結晶内をよく遍歴していると考えられる。
次に、重い電子系であるUBe13の電子構造を計算した。以前におこなった予備的な計算から予想されたとおり、このウラン化合物の電子構造は半金属的である、少数の電子とホールが存在する。フェルミ面はホール面が二つ、電子面は一つである。このウラン化合物に対しては、一般化密度勾配近似(GGA)に基づいて電子構造を計算し直したが、局所密度近似による結果とほとんど同じ結果が得られた。アメリカの実験グループがパルス磁場を用いてド・ハース-ファン・アルフェン効果を測定している。予備的な実験結果によれば、小さい形状のフェルミ面が観測されており、本研究の計算結果はこの実験と矛盾しない。
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Research Products
(1 results)
