強相関5f電子化合物の異常磁性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440103
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 網塚 浩 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40212576)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 天谷 健一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70261279)
• Keywords: 強相関電子系 / 重い電子系 / 5f電子系 / 非クラマース電子配置 / 近藤効果 / 隠れた秩序 / 不均一反強磁性 / 圧力効果

Research Abstract

強相関5f電子系の典型物質であるURu_2Si_2の低温電子状態を解明することが本研究の第一の目標である。その鍵を握ると予想される「高圧下で発生する磁性・非磁性競合状態」および「隠れた秩序領域に発生する不均一内部磁場」について幾つかの側面から研究を行い、以下の結果を得た。(1)高圧下ミュオンスピン緩和(μSR)実験をスイス工科大学グループ、ライデン大学グループとの共同研究として行い、磁性・非磁性競合の詳しい圧力・温度変化を試料依存性も含めて調べた。その結果、隠れた秩序相と反強磁性相は、非常に近い特性エネルギーを持ってほぼ縮退しており、低温・高圧下で一次相転移を介して相分離していることを明らかにした。さらに弾性エネルギーを用いた考察により、2相の競合が格子定数比c/aの変化による磁気弾性効果を通じて起こっていることを新たに提案した。(2)隠れた秩序変数に直接関係する可能性が指摘され、近年注目を集めている「微弱内場分布」について、同じくμSRを用いて詳しく調べた。この物質中には、隠れた秩序の転移温度に非常に近いキュリー温度を持つ強磁性的寄生相が存在する。Rhを少量ドープすると両転移温度が分離する性質を利用することにより、この寄生相が微弱内場と無関係であることを確かめた。隠れた秩序の安定性と微弱内場分布の変化を調べ、微弱内場が隠れた秩序に付随する現象であることを明らかにした。これらの研究成果は、第23回低温物理学に関する国際会議(LT23)、アメリカ物理学会3月会議など、4件の招待講演に選出された。

Research Products

• [Publications] H.Amitsuka: "Hidden Order and Weak Anti ferromagnetism in URU_2Si_2"Physica B. 312-313. 390-396 (2002)
• [Publications] T.Sakakibara: "Magnetic Susceptibility of Ce_<0.75>La_<0.25>B_6 under Uniaxial Pressure"Physica B. 312-313. 194-196 (2002)
• [Publications] M.Yokoyama: "Thorium Dilution Effects of the Heavy Electron Compound URu_2Si_2"Physica B. 312-313. 498-500 (2002)
• [Publications] K.Matsuhira: "Low-Temperature Magnetic Properties of Pyrochlore Stannates"Journal of Physical Society of Japan. 71. 1576-1582 (2002)
• [Publications] F.Kromer: "Magnetic Field Response in (U,Th)Be_<13>"Journal of Low Temperature Physics. 126. 815-833 (2002)
• [Publications] P.Gegenwart: "Magnetic-Field Induced Quantum Critical Point in YbRh_2Si_2"Physical Review Letters. 89. 056402-1-056402-4 (2002)
• [Publications] T.Sakakibara: "Multipole Ordering in f Electron Systems"Journal of Physic and Chemistry of Solids. 63. 1147-1153 (2002)
• [Publications] T.Sakakibara: "Anomalous Uniaxial Pressure Effect on the Phase IV Ordering in Ce_xLa_<1-x>B_6"Journal of Physical Society of Japan. 71 Suppliment. 48-51 (2002)
• [Publications] H.Amitsuka: "Low-Temperature Magnetization Study on the non-Kramers Cubic System Pr_3Pd_20Ge_6"Journal of Physical Society of Japan. 71 Suppliment. 124-126 (2002)
• [Publications] M.Yokoyama: "Anomalous Fermi Liquid Behavior of the Dilute Uranium Alloys La_<1-x>U_xRu_2Si_2(x<0.07)"Journal of Physical Society of Japan. 71. 3037-3042 (2002)
• [Publications] H.Amitsuka: "Inhomogeneous Magnetism in URu_2Si_2 Studied by Muon Spin Relaxation under High Pressure"Physica B. 326. 418-421 (2002)
• [Publications] K.Matsuda: "^<29>Si NMR Study of URu_2Si_2 under Pressure"Physica B. 312-313. 504-505 (2002)
• [Publications] M.Yokoyama: "Effects of Uniaxial Stress on Anti ferromagnetic Moment in the Heavy Electron Compound URu_2Si_2"Journal of Physical Society of Japan. 71 Suppliment. 264-266 (2002)
• [Publications] K.Tenya: "Low Temperature Magnetization of the Skutterudite Superconductor PrO_<s4>Sb_<12>"Acta Physica Polonica B. (印刷中). (2003)
• [Publications] P.Gegenwart: "Divergence of the Heavg Quasiparticle Mass at the Antiferromagnetic Quantum Critical Point in YbRh_2Si_2"Acta Physica Polonica B. (印刷中). (2003)
• [Publications] D.Kaczorowski: "Possible Heavy -Fermion Behavior in a Heusler-Type Compound YbPd_2Sb"Acta Physica Polonica B. (印刷中). (2003)
• [Publications] M.Yokoyama: "Noequilibrium Antiferromagnetic State in the Heavy Electron Compound URu_2Si_2"Acta Physica Polonica B. (印刷中). (2003)
• [Publications] K.Kuwahara: "High Pressure X-Ray Diffraction Study of URU_2Si_2"Acta Physica Polonica B. (印刷中). (2003)