2002 Fiscal Year Annual Research Report
Al合金単近似結晶の作製とその電子物性及び異方性の測定
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13750616
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
田村 隆治 東京理科大学, 基礎工学部, 助手 (50307708)
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| Keywords | 近似結晶 / 電子物性 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、正二十面体クラスターなどに特徴づけられる近似結晶の単結晶作製とその電子物性及び異方性の測定である。本年度は、Cd-Yb系、Cd-Ca系、Cd-Y系及びCd-Tb系近似結晶の単結晶の作製を試み、その電子物性の評価実験を行った。試料組成はCd6M(M=Yb, Ca, Y, Tb)で、作製方法は、アルミナるつぼに原料金属を入れて石英管に封入し、電気炉を用いて徐冷法により単結晶塊を育成した。得られた単結晶粒の評価には背面X線ラウエ法を行い、電子物性としては、1.8Kから300Kの温度範囲で電気抵抗率及び比熱の測定、異方性の評価としては1.8K以上、9テスラ以下の磁場下で磁気抵抗の測定を行った。また、フェルミ準位近傍の価電子帯構造を調べるため高分解能光電子分光測定を行った。
電気抵抗率の温度依存性はいずれの合金系でも正で、金属的な伝導を示した。一方、光電子分光測定の結果、2価のCaを含んだCd6Ca系においては、Caのdバンドがフェルミ準位に差し掛かっているのに対し、3価のYやTbを含んだCd6Y及びCd6Tbにおいては、YやTbのdバンドが完全に満たされていることが明瞭に観察された。以上のことより、Cd6YbやCd6Caにおいてはd電子も電気伝導に関与していることがまず結論された。さらに、低温比熱測定の結果より、3価のYをもつCd6Yと、2価のYbやCaをもつCd6YbやCd6Caの間に顕著な差が見られた。光電子分光の結果とあわせて、Cd6Yb及びCd6Caの大きな電子比熱係数はフェルミ準位にかかっているdバンドに由来するものであることが結論された。さらに、今回、Cd6Tbの電気抵抗及び比熱の測定で2K及び20Kの低温で新たに相転移が見つかった。今後のさらなる研究の進展が望まれる。異方性に関しては、磁気抵抗測定の結果、これらの単結晶の各方位に有意な差が見られなかった。このことよりこれらの近似結晶の電子構造が非常に等方的であることが分かった。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] J.Hasegawa, R.Tamura, S.Takeuchi: "Comparative study of the electronic transport of the icosahedral Zn-Mg-Sc quasicrystal and its cubic approximant Zn17Sc3"Physical Review B. 66. 132201 (2002)
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[Publications] Y.Muro, R.Tamura et al.: "Thermoelectric property of binary Cd-Yb quasicrystal and its approximant"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 3787-3790 (2002)
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[Publications] K.Sato, R.Tamura et al.: "Positron lifetimes in a binary quasicrystal Cd-Yb and its crystalline approximant"Physical Review B. 66. 052201 (2002)
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[Publications] R.Tamura et al.: "Comparative study of the binary icosahedral Cd5.7Yb and its crystalline approximant Cd6Yb by low-temperature ultrahigh-resolution photoemission spectroscopy"Physical Review B. 65. 224207 (2002)
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[Publications] M.Kishida, R.Tamura et al.: "Scanning tunneling microscopy of Al-Ni-Co decagonal quasicrystal"Physical Review B. 65. 094208 (2002)
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[Publications] R.Tamura et al.: "A low-temperature order-disorder transition in a cubic Cd6Yb crystalline approximant"Japanese Journal of Applied Physics. 41. L524-L526 (2002)
