2002 Fiscal Year Annual Research Report

スクッテルダイト型3元化合物の電子状態の総合的な理論研究

Research Project

Project/Area Number	12640329
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	竹ケ原克彦弘前大学, 理工学部, 教授 (80133924)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	播磨尚朝大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (50211496)
Keywords	スクッテルダイト化合物 / 充填スクッテルダイト化合物 / 電子構造 / バンド理論 / 重い電子系 / 超伝導 / 直接ギャップ半導体
Research Abstract	昨年に引き続き,充填スクッテルダイト型3元化合物と非充填スクッテルダイト型化合物の電子構造をバンド理論により系統的に調べた。 1.非充填スクッテルダイト型TX_3(T=Co,Rh,Ir,X=P,As,Sb)及びNiP_3の電子構造これらの系は1960年代から調べており,NiP_3は金属で他の9種類のTX_3は半導体と報告されていた。その後,多くの実験的研究や電子構造計算がなされているが,半金属か半導体か,半導体としてもバンドギャップの大きさ,などに関して依然と混乱が続いている。そこで,我々はFLAPW法を用いて,一定の計算精度で10種類のスクッテルダイト型2元化合物の電子構造を系統的に計算した。結果は,TX_3は半金属や零ギャップ半導体になるものもあるが,基本的に半導体である。これらの電子構造のTとX依存性を調べ,この系の系統性を明らかにした。 2.非磁性充填スクッテルダイト型化合物の電子状態の系統的研究希土類としてLaの場合の電子構造を系統的に調べてきた。LaFe_4P_<12>は1分子当たり1個の正孔を持つ金属である。従って,典型的な4価になるTh系では半導体になることが期待されるが,実験的にはThFe_4P_<12>は金属と報告されている。ThFe_4P_<12>の電子構造をバンド理論で調べたところ,0.45eVの直接ギャップを持つ半導体となったが,実験との不一致の原因がはっきりしない。 3.PrOs_4Sb_<12>の重い電子系超伝導最近新しい見つかった重い電子系超伝導体PrOs_4Sb_<12>は,転移温度1.85Kでの比熱の跳びがΔC/Tc〜500 mJ/K^2と報告wされている。最近,dHvA効果の実験がLaOs_4Sb_<12>とPrOs_4Sb_<12>に対して行われ,両者はほぼ同じフェルミ面を持つことが明らかになっている。我々は,両者の電子構造計算を行い,フェルミ面の極値断面積の角度変化を実験と比較した。PrOs_4Sb_<12>については,4f電子が遍歴している立場にたつLDA法の計算と4f電子が局在している立場にたつLDA+U法の計算を行った。後者では,非磁性基底状態を仮定して計算を行い,最終的によく局在した4f軌道を持つバンド構造が得られた。よって,この系は4f電子がフェルミ面の形成に参加していない重い電子系超伝導のはじめての例である。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 播磨尚朝: "Theory of Metal-Insulator Transition in Praseodymium Skuttcrudite Compounds"J. Phys. Soc. Jpn.. 71,Suppl.. 70-73 (2002)
[Publications] 竹ヶ原克彦: "Electronic Band Structure of the Filled Skutterudite YbFe_4Sb_<12>"J. Phys. Soc. Jpn.. 71,Suppl.. 240-242 (2002)
[Publications] 播磨尚朝: "Fermi Surface Instability in Pr-based Skutterudites"Physica B. 312&313. 843-845 (2002)
[Publications] 竹ヶ原克彦: "Systematic Study of Electronic Band Structures for Binary Skutterudite Compounds"Physica B. 328. 74-76 (2003)
[Publications] 播磨尚朝: "Fermi Surface of the Filled Skutterudite LaOs_4Sb_<12>"Physica C. (印刷中).
[Publications] 竹ヶ原克彦: "FLAPW Electronic Band Structure of the Filled Skutterudite ThFe_4P_<12>"Physica B. (印刷中).

2002 Fiscal Year Annual Research Report

スクッテルダイト型3元化合物の電子状態の総合的な理論研究

Principal Investigator

竹ケ原 克彦 弘前大学, 理工学部, 教授 (80133924)

Research Products

[Publications] 播磨 尚朝: "Theory of Metal-Insulator Transition in Praseodymium Skuttcrudite Compounds"J. Phys. Soc. Jpn.. 71,Suppl.. 70-73 (2002)

[Publications] 竹ヶ原 克彦: "Electronic Band Structure of the Filled Skutterudite YbFe_4Sb_<12>"J. Phys. Soc. Jpn.. 71,Suppl.. 240-242 (2002)

[Publications] 播磨 尚朝: "Fermi Surface Instability in Pr-based Skutterudites"Physica B. 312&313. 843-845 (2002)

[Publications] 竹ヶ原 克彦: "Systematic Study of Electronic Band Structures for Binary Skutterudite Compounds"Physica B. 328. 74-76 (2003)

[Publications] 播磨 尚朝: "Fermi Surface of the Filled Skutterudite LaOs_4Sb_<12>"Physica C. (印刷中).

[Publications] 竹ヶ原 克彦: "FLAPW Electronic Band Structure of the Filled Skutterudite ThFe_4P_<12>"Physica B. (印刷中).

竹ケ原克彦弘前大学, 理工学部, 教授 (80133924)

[Publications] 播磨尚朝: "Theory of Metal-Insulator Transition in Praseodymium Skuttcrudite Compounds"J. Phys. Soc. Jpn.. 71,Suppl.. 70-73 (2002)

[Publications] 竹ヶ原克彦: "Electronic Band Structure of the Filled Skutterudite YbFe_4Sb_<12>"J. Phys. Soc. Jpn.. 71,Suppl.. 240-242 (2002)

[Publications] 播磨尚朝: "Fermi Surface Instability in Pr-based Skutterudites"Physica B. 312&313. 843-845 (2002)

[Publications] 竹ヶ原克彦: "Systematic Study of Electronic Band Structures for Binary Skutterudite Compounds"Physica B. 328. 74-76 (2003)

[Publications] 播磨尚朝: "Fermi Surface of the Filled Skutterudite LaOs_4Sb_<12>"Physica C. (印刷中).

[Publications] 竹ヶ原克彦: "FLAPW Electronic Band Structure of the Filled Skutterudite ThFe_4P_<12>"Physica B. (印刷中).