2011 Fiscal Year Annual Research Report
希土類化合物の量子臨界点近傍における量子状態の研究
| Project/Area Number |
11J56433
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
廣瀬 雄介 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Keywords | 希土類化合物 / ウラン化合物 / 超伝導 / 重い電子系 / メタ磁性 |
|---|
| Research Abstract |
物質探索・超伝導・メタ磁性を切り口として量子臨界点近傍における物理現象の研究を行なってきた。以下、その成果をそれぞれ示す。
○物質探索
Ce化合物に対してYb化合物では4f電子の磁性を媒介とした超伝導の例がほとんどない。そこで、圧力誘起超伝導体CePd_5Al_2や超伝導体NpPd_5Al_2と同じ結晶構造を持つYbPd_5Al_2の単結晶育成を行なった。電気抵抗・磁化率・比熱測定から、小さな電子の有効質量をもったネール温度T_N=0.19Kの量子臨界点から離れた反強磁性体であることがわかった。
○超伝導
結晶構造に反転中心がないことで反対称スピン軌道相互作用が働き、フェルミ面が分裂し、特異な超伝導が発現すると理論的に言われている。Ce系では空間反転対称性のないことを反映した超伝導が見られているがLa化合物では少ない。超伝導体LaNiC_2では三重項状態なのか通常のBCS超伝導なのか議論が分かれているが、全て多結晶体での実験であった。今回、純良な単結晶を育成し超伝導とフェルミ面に関しての研究を行った。低温の比熱が指数関数で表せ、BCS型の超伝導体であることがわかり、ドハースファンアルフェン効果の実験より、反対称性スピン軌道相互作用で分裂した回転楕円体・双曲面的なフェルミ面を観測した。
○メタ磁性
重い電子系化合物YbT_2Zn_<20>(T:Co,Rh,Ir)において磁化率に極大をもつ温度T_<χmax>以下で重い電子系特有のメタ磁性がメタ磁性転移磁場H_mで観測してきた。そこでH_mとT_<χmax>、の間の簡単な関係式を得、UT_2Zn_<20>(T:Co,Ir)においても同様のメタ磁性を観測した。
また、典型的な重い電子系化合物であるCeCu_6のメタ磁性の圧力効果について研究を行なった。加圧によりCeCu_6の電子状態は重い電子系から連続的に価数揺動系に移行する。その中間的な領域で磁場を印加することにより価数のゆらぎの臨界点が誘起されるという理論がある。そこで加圧下での磁場中電気抵抗測定を行なった。常圧ではH_mでA値が肩をもが加圧とともにピーク構造になり、2.00GPaの圧力下で最も顕著になることが分かった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
既述の物質探索では新物質を育成し、磁気的・電気的な性質を調べ論文化し、査読を通過し発行される予定である。メタ磁性に関してはUT_2Zn_<20>(T:Co,Ir)、CeCu_6ともに論文とし、それぞれ査読中、査読を通過し発行される予定である。上記のものも含め印刷済み7編、印刷予定10編あり当初の予定以上に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
○物質探索・超伝導
過去の超伝導体のデータベースにYb-Gaの二元系化合物が超伝導になることが記されているが、結晶育成が困難なためか、きちんと調べられた論文はない。そこで、あらゆる方法を用いて結晶育成に取り組みYb化合物での超伝導体を発見したいと考えている。
○メタ磁性
CeCu6の加圧下でのドハースファンアルフェン効果の実験から電子の有効質量が圧力・磁場とともにどのような変化を示すのか、直接的に観測したい。そのために、より純良な結晶の育成にも取り組む。
|
