2000 Fiscal Year Annual Research Report
充填スクッテルダイト化合物の異常物性とその一軸圧力による制御
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12440104
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
佐藤 英行 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (80106608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 仁 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (60264587)
青木 勇二 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (20231772)
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| Keywords | 充填スクッテルダイト / 一軸性圧力効果 / de Haas-van Alphen効果 / 電子輸送効果 / 熱電材料 / 重い電子 / 電子比熱 / 四重極子相互作用 |
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| Research Abstract |
1)試料育成:条件を系統的に調べ結晶育成を行いREFe_4P_<12>、RERu_4Sb_<12>系の大型単結晶の育成に成功し、常圧下での広範な物性測定が学内外との共同研究として進められた。
2)物性測定:
・PrFe_4P_<12>:ドハース-ファンアルフェン(dHvA)効果を系統的に測定し、マクロ測定で予測した極めて大きく質量増強された軌道を確認した。更に、La,Nd-Fe_4P_<12>と比較しフェルミ面が極めて異なることを見出した。これは、PrFe_4P_<12>の4f-電子が局在しているとしたモデルでは理解しがたい。また、中性子、磁場中比熱の測定から、これまで反強磁性秩序とされてきた〜6.5K以下が非磁性基底状態にあることを見出した。この物質が、これまでのf電子化合物と比較し極めて異常であることが明らかとなった。
・CeFe_4P_<12>:電子輸送効果の測定により、巨大な熱電能、異常なホール易動度の温度依存を観測し、f電子との混成効果の効いた半導体であることが予測された。
・CeRu_4P_<12>:購入した稀釈冷凍機、交流ブリッジを用い低温、高磁場(〜14T)までの、電子輸送効果測定を行い、低温領域(<3K)で、抵抗の非フェルミ液体的異常と関連した熱電能、ホール効果の異常な増大を確認した。また、ドハース-シュブニコフ振動、dHvA効果の観測に成功し、キャリヤー数の少ない半金族であること、小さなフェルミ面にもかかわらず大きな質量を持つことが確かめられた。
3)圧力装置の開発:磁化測定用、輸送効果測定用とも、磁場と圧力方向が平行(H//P)、垂直(H⊥P)の両配置での一軸圧力セルが開発され測定が開始された。PrFe_4P_<12>では、常圧下の種々の測定で四重極秩序が予想されており、H//PとH//Pで顕著な異方的効果を見出した。更なる、圧力セルの改良が行われている。
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[Publications] H.Sugawara et al.: "The Fermi Surface in Filled Skutterudite RFe_4P_<12>(R=La and Nd)"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 2983-2946 (2000)
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[Publications] H.Sato et al.: "Anomalous transport properties of RFe_4P_<12>(R=La,Ce,Pr and Nd)"Phys.Rev.B. 62. 15125-15130 (2000)
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[Publications] T.D.Matsuda et al.: "Specific heat Anomaly of Metamagnetism on PrFe_4P_<12> and UCoAl,"Physica B. 281&282. 220-222 (2000)
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[Publications] T.D.Matsuda et al.: "Pressure effect on the magnetic properties in PrFe_4P_<12>."J.Magn.& Magn.Mater.. (to be published).
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[Publications] H.Sugawara et al.: "Observation of heavy electrons in the filled skutterudite PrFe_4P_<12> via the de Haas-van Alphen effect"J.Magn.& Magn.Mater.. (to be published).
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[Publications] L.Keller et al.: "Structural and Magnetic Properties of RFe_4P_<12>(R=Pr,Nd) studied by Neutron Diffraction"J.of Alloys and Compounds.. (to be published).
