磁場下X線カメラで探る希土類低次元物質の外場敏感な電荷密度波

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K05404
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 野上 由夫 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10202251)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 構造物性 / 低次元物質 / 電荷密度波 / 良質単結晶

Outline of Annual Research Achievements

今年度は低次元性によるCDW（電荷密度波）と希土類の磁気秩序が拮抗するRNiC2について、下記のような成果を上げた。
１　純良単結晶試料の作成　R=Gd,Smなどに引き続き、これまで、ほとんど得られていなかったR=Y、Nd, Dy, Ho, Erについて良質の単結晶試料を作製した。これにより、例えば、低温での抵抗値もこれまでのものより大きく減少し、温度依存性も相転移転移温度が明瞭に示されるものになった。言い換えれば、これまでの結晶は、概して抵抗も高く、温度依存性も奇妙で、今回我々の得たものとは異なる。我々の作成したものは結晶解析などにより単結晶性が良いことを、またこれまでの作成した試料よりは結晶性が著しく良好になっていることを確かめている。先行文献の奇妙な温度依存性等についても、結晶品位の可能性もあり、我々の研究により、これまでのRNiC2で時々見られた矛盾や混乱は解消する可能性がある。そのことを意識し2-4についての研究を行った。
２　CDW構造の構造解析　RNiC2には２つのCDW（電荷密度波）が存在する。いわゆるCDW1についてはすでに構造解析がなされていたが、CDW2については、結晶性の問題もあり、これまで解析が進んでいなかった。YNiC2についてKEK-PFで低温単結晶構造解析を数回行い、電荷変調構造を明らかにした。
３　CDW構造の電子構造解析　上記で得られた原子位置をもとに電子構造を計算した。これにより、構造変調はフェルミ面にギャップを広げる効果を持っており、CDWであることが確定した。
４　CDW構造の競合　R=Y,Dy,Gdなどで、詳しい構造測定、物性測定をおこないCDW1とCDW2の二相は整合不整合転移を間にはさみながら、競合していることを明らかにした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

良質単結晶の作成に予想より多くの種類にわたって成功したため、対応する物性データおよび構造データの測定に当初予定していた時間の1.5倍程度を要することになった。
研究内容も1.5倍になっており内容は充実しているが、研究の取りまとめの時間はもう少し必要となった。

Strategy for Future Research Activity

来年最終年度であるので、これまでに作成を完了している良質単結晶を用いて研究を進め、本課題で新たに得られた知見を取りまとめる。

Causes of Carryover

予想以上の多種にわたって良質単結晶の作成に成功したため、対応する物性データおよび構造データの測定に予定していた時間の1.5倍を要することになった。このため研究期間を伸ばし研究をより充実させることにした。