サイン波型の磁気構造をもつ重い電子系物質のドハース-ファンアルフェン効果

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640425
• Research Institution: Toyama University, Faculty of Science
• Principal Investigator: 石川 義和 富山大学, 理学部, 教授 (20143836)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前澤 邦彦 富山県立大学, 工学部, 教授 (90099408) ; 桑井 智彦 富山大学, 理学部, 助手 (10251878) ; 水島 俊雄 富山大学, 理学部, 助手 (50135000) ; 櫻井 醇児 富山大学, 理学部, 教授 (30033814)
• Keywords: サイン波構造 / 重い電子系 / ドハース=ファンアルフェン効果 / 近藤効果 / 磁気抵抗 / 非局在性 / 補償された金属

Research Abstract

CeNi_2Al_5の磁気構造は基底状態でサイン波構造をしていることがわかっている。このようなサイン波の磁気構造は伝導電子を媒介とした近藤効果が何らかの働きをしているのではないかと考えられる。それを実験的に確かめることが今回の研究目的である。具体的には、CeNi_2Al_5及びLaNi_2Al_5の磁気抵抗とドハース-ファンアルフェン効果の実験を行った。
1 LaNi_2Al_5の磁気抵抗とdHvA効果の研究: 横磁気抵抗の実験結果では、フェルミ面の中で開いた軌道が特別な方向に存在することが明らかになった。dHvAの実験では13個のブランチが検出された。バンド計算がなされ、磁気抵抗から予想された開いた軌道はバンド計算から得られたフェルミ面で非常に良く説明された。また、実験から得られたdHvA信号の角度依存性は、バンド計算から得られたそれと完璧に一致した。この事により、CeNi_2Al_5の研究への実験・理論両面での基礎が確立した。J.Phys.Soc.Jpn.に投稿済み。
2 CeNi_2Al_5のdHvA効果の研究: 交流帯磁率法によるdHvA効果の実験で、今まで知られていた相変化よりもはっきりとした、更に多くの相変化が発見され、相図が新たに完成された。この相のなかの4つの領域でdHvA振動が観測され、重い有効質量をもつ電子が見いだされた。Ceの4f電子を遍歴的に扱った遍歴モデルのバンド計算と、4fを局在型として扱うLaNi_2Al_5のバンド計算との2つの計算結果を、実験結果と詳細に比較検討した結果、最低磁場相以外ではdHvA信号の角度依存性は、いくらかの矛盾点はあるものの、4fを局在とした計算結果と類似しており、4f電子は局在していると考えられた。I相でのdHvA信号の角度依存性は、2つの計算結果のどちらともはっきりしなかった。J.Phys.Soc.Jpn.に投稿済み。

Research Products

• [Publications] J.X.Boucherle: "Crystal electric field effects on the magnetic form factor of the Kondo compound CeNi_2Al_5" Physica B. 234-236. 875-876 (1997)
• [Publications] Y.Isikawa: "dHvA effect and magnetoresistance of CeNi_2Al_5" Journal of magnetism and magnetic materials. 177-181. 391-392 (1998)
• [Publications] 赤丸悟士: "CeNi_2Al_5とLaNi_2Al_5の磁気抵抗とCeの4f電子の非局在性について" 「強相関電子系の物理」平成9年度科研費研究成果報告書. IV. 31-34 (1998)
• [Publications] 桑井智彦: "CeNi2Al5の極低温磁気熱量効果" 低温だより(富山大学低温液化室)vol.11. 印刷中.