2003 Fiscal Year Annual Research Report

充填スクッテルダイト化合物における格子物性の研究

Research Project

Project/Area Number	15072205
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	宇田川眞行広島大学, 総合科学部, 教授 (70144889)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	伊賀文俊広島大学, 先端物質科学研究科, 助教授 (60192473) 高畠敏郎広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (40171540) 荻田典男広島大学, 総合科学部, 助手 (90211812) 谷口雅樹広島大学, 理学研究科, 教授 (10126120) 梅尾和則広島大学, 先端物質科学研究科, 助手 (10223596)
Keywords	希土類充填スクッテルダイト / 熱電物性 / ラマン散乱 / 光電子分光 / f-p混成 / 格子振動 / 構造相転移 / 4f電子状態
Research Abstract	本特定研究における広島大学の役割は,充填スクッテルダイトにおける格子物性及び電子物性の特徴を光学的手段により微視的立場から解明することと,熱電材料としての可能性を探索することを目的としている。本年度は,充填スクッテルダイト及び関連物質において以下に示す成果が得られた。光学測定班では,充填スクッテルダイトRFe_4P_<12>(R=La,Ce,Pr,Nd)のラマン散乱を行い,観測した格子振動の振動数を用いた規準振動解析から,原子間相互作用の強さを決定した。特にRイオンとそれを取り囲むPイオンとの相互作用が15mdyne/nmであり,他の希土類金属間化合物に比べて数倍大きい。これはR-P間の混成が強いことを示す新たな結果である。また,PrRu_4P_<12>では格子振動解析のみならず,金属-絶縁体転移温度以下での結晶対称性がPm-3に低下することも得られた。また,関連物質のRB_6結晶ではRイオンの価数に大きく依存するスペクトルを観測し,キャリヤーの動的性質と格子振動の相関が重要であることが得られた。熱電測定班では,アルカリ土類のSrとBaを充填したスクッテルダイト化合物AT_4Sb_<12>(A=Sr,Ba;T=Fe,Ru)を放電プラズマ焼結装置で作製し,T=Feでは3dバンドに起因する強磁性的相互作用を示すのに対して,T=Ruの場合は反磁性を示すことを見出した。更に,Fe化合物の熱電能は室温で60μV/Kを超え、電子比熱係数は100mJ/K^2molに達することが判った。放射光測定班では,関連物質である希土類近藤物質の光電子分光測定から,CeRhSbの4f電子のエネルギーギャップが伝導電子のギャップの1/6程度であるのに対して、CeRhAsのギャップ構造が単一であることが分かった。特に,エネルギー高分解能光電子分光によってカーボンナノチューブにおける朝永-ラッチンジャー状態の観測は特筆すべき結果である。

Research Products

(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀他5名: "Raman scattering investigation of RB_6 (R=Ca, La, Ce, Pr, Sm, Gd, Dy, and Yb)"Physical Review B. 68・22. 224605-(1)-224605-(9) (2003)
[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀他5名: "Raman scattering of RB_6 (R=Ca, Ce, Pr, Gd, Dy and Yb)"Physica B. 329-333. 661-662 (2003)
[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀他4名: "Raman Scattering Study of Hexaboride Crystals"Physica B. 328. 131-134 (2003)
[Publications] 荻田, 宇田川, 高畠他2名: "Raman scattering study of CeRhAs"Physica B. 328. 151-153 (2003)
[Publications] 高畠他5名: "^<75>As NQR/NMR study of successive phase transitions and energy gap formation in Kondo semiconductor CeRhAs"Journal of Physical Society of Japan. 72・5. 1030-1033 (2003)
[Publications] 梅尾, 高畠他11名: "Low-temperature anomalies in the magnetic, transport, and thermal properties of single-crystal CeRhSn with valence fluctuations"Physical Review B. 68・5. 054416(1)-054416(7) (2003)
[Publications] 高畠他3名: "Thermoelectric properties of single-crystal CeRhSn with valence fluctuations"Japanese Journal of Applied Physics. 42・10. 6512-6515 (2003)
[Publications] 梅尾, 伊賀, 高畠他4名: "Structural and electronic interplay in the gap formation in CeRhAs_<1-x>Sb_x (0【less than or equal】x【less than or equal】1)"Journal of Physical Society of Japan. 73・1. 262-268 (2004)
[Publications] 梅尾, 高畠他5名: "Heavy-fermion weak-ferromagnet YbRhSb"Physical Review B. 69・2. R020401(1)-R020401(4) (2004)
[Publications] 谷口他14名: "Direct observation of Tomonaga-Luttinger-liquid state in carbon nanotubes at low temperatures"Nature. 426. 540-544 (2003)
[Publications] 谷口, 高畠他7名: "Electronic state of the Kondo semiconductor CeRhAs and related compounds : a high-resolution resonant photoemission study"Acta Phys.Pol.B. 34. 1359-1362 (2003)
[Publications] 谷口, 高畠他7名: "High-resolution, low-temperature photoemission spectroscopy of Kondo semiconductor CeRhAs and related compounds"Physica B. 329-333. 576-577 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

充填スクッテルダイト化合物における格子物性の研究

Principal Investigator

宇田川 眞行 広島大学, 総合科学部, 教授 (70144889)

Research Products

[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀 他5名: "Raman scattering investigation of RB_6 (R=Ca, La, Ce, Pr, Sm, Gd, Dy, and Yb)"Physical Review B. 68・22. 224605-(1)-224605-(9) (2003)

[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀 他5名: "Raman scattering of RB_6 (R=Ca, Ce, Pr, Gd, Dy and Yb)"Physica B. 329-333. 661-662 (2003)

[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀 他4名: "Raman Scattering Study of Hexaboride Crystals"Physica B. 328. 131-134 (2003)

[Publications] 荻田, 宇田川, 高畠 他2名: "Raman scattering study of CeRhAs"Physica B. 328. 151-153 (2003)

[Publications] 高畠 他5名: "^<75>As NQR/NMR study of successive phase transitions and energy gap formation in Kondo semiconductor CeRhAs"Journal of Physical Society of Japan. 72・5. 1030-1033 (2003)

[Publications] 梅尾, 高畠 他11名: "Low-temperature anomalies in the magnetic, transport, and thermal properties of single-crystal CeRhSn with valence fluctuations"Physical Review B. 68・5. 054416(1)-054416(7) (2003)

[Publications] 高畠 他3名: "Thermoelectric properties of single-crystal CeRhSn with valence fluctuations"Japanese Journal of Applied Physics. 42・10. 6512-6515 (2003)

[Publications] 梅尾, 伊賀, 高畠 他4名: "Structural and electronic interplay in the gap formation in CeRhAs_<1-x>Sb_x (0【less than or equal】x【less than or equal】1)"Journal of Physical Society of Japan. 73・1. 262-268 (2004)

[Publications] 梅尾, 高畠 他5名: "Heavy-fermion weak-ferromagnet YbRhSb"Physical Review B. 69・2. R020401(1)-R020401(4) (2004)

[Publications] 谷口 他14名: "Direct observation of Tomonaga-Luttinger-liquid state in carbon nanotubes at low temperatures"Nature. 426. 540-544 (2003)

[Publications] 谷口, 高畠 他7名: "Electronic state of the Kondo semiconductor CeRhAs and related compounds : a high-resolution resonant photoemission study"Acta Phys.Pol.B. 34. 1359-1362 (2003)

[Publications] 谷口, 高畠 他7名: "High-resolution, low-temperature photoemission spectroscopy of Kondo semiconductor CeRhAs and related compounds"Physica B. 329-333. 576-577 (2003)

宇田川眞行広島大学, 総合科学部, 教授 (70144889)

[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀他5名: "Raman scattering investigation of RB_6 (R=Ca, La, Ce, Pr, Sm, Gd, Dy, and Yb)"Physical Review B. 68・22. 224605-(1)-224605-(9) (2003)

[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀他5名: "Raman scattering of RB_6 (R=Ca, Ce, Pr, Gd, Dy and Yb)"Physica B. 329-333. 661-662 (2003)

[Publications] 荻田, 宇田川, 伊賀他4名: "Raman Scattering Study of Hexaboride Crystals"Physica B. 328. 131-134 (2003)

[Publications] 荻田, 宇田川, 高畠他2名: "Raman scattering study of CeRhAs"Physica B. 328. 151-153 (2003)

[Publications] 高畠他5名: "^<75>As NQR/NMR study of successive phase transitions and energy gap formation in Kondo semiconductor CeRhAs"Journal of Physical Society of Japan. 72・5. 1030-1033 (2003)

[Publications] 梅尾, 高畠他11名: "Low-temperature anomalies in the magnetic, transport, and thermal properties of single-crystal CeRhSn with valence fluctuations"Physical Review B. 68・5. 054416(1)-054416(7) (2003)

[Publications] 高畠他3名: "Thermoelectric properties of single-crystal CeRhSn with valence fluctuations"Japanese Journal of Applied Physics. 42・10. 6512-6515 (2003)

[Publications] 梅尾, 伊賀, 高畠他4名: "Structural and electronic interplay in the gap formation in CeRhAs_<1-x>Sb_x (0【less than or equal】x【less than or equal】1)"Journal of Physical Society of Japan. 73・1. 262-268 (2004)

[Publications] 梅尾, 高畠他5名: "Heavy-fermion weak-ferromagnet YbRhSb"Physical Review B. 69・2. R020401(1)-R020401(4) (2004)

[Publications] 谷口他14名: "Direct observation of Tomonaga-Luttinger-liquid state in carbon nanotubes at low temperatures"Nature. 426. 540-544 (2003)

[Publications] 谷口, 高畠他7名: "Electronic state of the Kondo semiconductor CeRhAs and related compounds : a high-resolution resonant photoemission study"Acta Phys.Pol.B. 34. 1359-1362 (2003)

[Publications] 谷口, 高畠他7名: "High-resolution, low-temperature photoemission spectroscopy of Kondo semiconductor CeRhAs and related compounds"Physica B. 329-333. 576-577 (2003)