2005 Fiscal Year Annual Research Report
Pr充填スクッテルダイト化合物における純良単結晶育成と重い電子超伝導の研究
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15540347
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
菅原 仁 徳島大学, 総合科学部, 助教授 (60264587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 勇二 首都大学東京, 都市教養学部, 准教授 (20231772)
佐藤 英行 首都大学東京, 都市教養学部, 教授 (80106608)
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| Keywords | 充填スクッテルダイト / 強相関電子系 / 重い電子超伝導 / 熱電物質 / 純良単結晶 / 電子輸送効果 / 磁性 / 金属-絶縁体転移 |
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| Research Abstract |
充填スクッテルダイト型構造を持つ希土類化合物RT_4X_<12>(R=希土類、T=Fe,Ru,Os、X=P,As,Sb)で見られる種々の異常物性について、純良単結晶を用い研究を行った。おもなものを整理すると以下のようになる。
1.PrOs_4Sb_<12>の重い電子超伝導
2.PrRu_4P_<12>の金属-絶縁体(M-I)転移
3.SmOs_4Sb_<12>のにおける特異な重い電子状態
1.PrOs_4Sb_<12>については磁気抵抗測定から低温強磁場で出現する四極子秩序相を異方性を含め詳し調べ、Pr^<3+>イオンの結晶場基底状態はΓ_11重項であることを確認した。また、非弾性中性子散乱実験から超伝導状態で磁気励起ピークの線幅が減少することから、四極子揺らぎが超伝導に関与していることを示唆した。さらに、熱伝導度の磁場依存性から、複数の伝導バンドのそれぞれの超伝導への寄与が異なる、いわゆるマルチバンドの超伝導の可能性を示唆した。
2.PrRu_4P_<12>に関しては比較物質であるLaRu_4P_<12>のdHvA効果測定に成功し、フェルミ面がPrRu_4P_<12>のバンド計算から予測される形状とほぼ一致することを明らかにした。このことは、LaRu_4P_<12>ではM-I転移を示さないことから、ファルミ面の形状のみではなく、4f電子と伝導電子の相互作用がこのM-I転移に重要な役割を果たしていることを示唆した。また、PrRu_4P_<12>の非弾性中性子散乱の実験からM-I転移によって生じる磁気的性質はPrの異なる2つのサイトの結晶場スキームで説明できることを明らかにした。
3.SmOs_4Sb_<12>についてはNQRの測定から3K付近で見られる相転移はバルクの強磁性であることが明らかとなった。また、高圧中の電気抵抗測定から、強磁性量子臨界点付近に位置した物質あることが示唆された。
上記以外に、SmRu_4P_<12>の金属-絶縁体転移、CeOs_4Sb_<12>の近藤半導体的振る舞いと低温秩序相の研究等やその他の充填スクッテルダイト化合物の電子輸送測定、dHvH効果、熱測定、磁気測定、光電子分光、光学伝導度、超音波測定、中性子散乱、メスバウアー効果、ラマン分光等による種々の物性測定から多くの興味ある研究成果が得られた。
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