1999 Fiscal Year Annual Research Report
偏極中性子散乱とX線回折による磁性f電子波動関数の研究
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11740209
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岩佐 和晃 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00275009)
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| Keywords | 少数キャリアー系 / 強相関電子系 / 偏極中性子散乱 / X線回折 / f電子波動関数 / 高圧力 |
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| Research Abstract |
平成11年度における研究では、少数キャリアー希土類物質のf電子状態を偏極中性子散乱実験により明らかにし、また高圧力・磁場中における中性子散乱用の高圧発生装置の開発を行った。
Yb_4As_3は290K以下で電荷秩序状態(菱面体晶)をとる。Yb^<3+>が菱面体構造の主軸方向に並んだYb_Iサイトを占めて磁気的一次元鎖を形成し、非磁性Yb^<2+>がそれ以外のYb_<II>サイトを占めることが、それぞれのサイトでの磁場誘起モーメント、μ_I,μ_<II>を偏極中性子回折で測定して明らかとなった。これは中性子非弾性散乱で発見されたS=1/2一次元Heisenberg反強磁性の磁気励起と整合する。しかし磁場が一次元鎖に垂直であるとき約10K以下でμ_Iが増加し、単なる一次元磁性ではない現象が見られた。一方、磁場を一次元鎖に平行とした条件での実験ではμ_Iが約15Kで極大を示すが低温ではほとんど増加せず、一次元Heisenberg反強磁性の磁化率が現れている。この結果は、磁場が一次元鎖に垂直の時に最も強く誘起される交替磁場によって磁化率が増加することを示した理論(M.Oshikawa et al.:JPSJ68(1999)3181.)の微視的裏付けである。またμ_<II>はμ_Iの数%程度だけ存在することも分かり、磁気的に孤立したYb^<3+>が一時元鎖外のYb_<II>サイトあたり約10^<-3>個あると考えられる。このわずかな鎖外の磁気イオン数は希薄なキャリアー数と近く、これまでまだ明確になっていない電気伝導の機構を調べるきっかけとなると期待される。
さらに少数キャリアー系の偏極中性子散乱を進めるために圧力下での実験が可能な装置の開発に着手した。試料高圧容器を強磁場冷凍機に合わせて設計し、加圧試験(約1GPa)を開始した。
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[Publications] Kazuaki Iwasa: "Polarized-Neutron and X-Ray Diffraction Studies of Low-Carrier System Cerium Monopnictides"Japanese Journal of Applied Physics. Series 11. 114-116 (1999)
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[Publications] Kazuaki Iwasa: "X-Ray Diffraction Study on Thermal Properties of Crystal lattices in CeP and CeAs"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 881-886 (1999)
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[Publications] Kazuaki Iwasa: "Polarized-Neutron Study of the Magnetic Polaron State in CeP"Physica B. 259-261. 285-287 (1999)
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[Publications] Kazuaki Iwasa: "Polarized-Neutron Study on 4f-Electron Wave Functions of Magnetic-Polaron State in CeP"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1185-1188 (1999)
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[Publications] Kazuaki Iwasa: "Evidence for Crystal-Lattice Modulation due to Spacially-Restricted Enhancement of Mixing Effect in the Low-Carrier System CeSb"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 2498-2501 (1999)
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[Publications] Kazuaki Iwasa: "Magnetic States of Yb Ions in the Charge Ordered Phase of Yb_4As_3 Determined by Polarized-Neutron Scattering"Physica B. (2000)
