2019 Fiscal Year Annual Research Report
Search for New Electronic and Magnetic State in Eu Compounds
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17K05547
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
辺土 正人 琉球大学, 理学部, 教授 (00345232)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ユウロピウム化合物 / 価数転移 / 量子臨界点 / 重い電子状態 / 磁気スキルミオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度より進めてきた EuGe，EuGe2およびEuT5(T:遷移金属)の研究を進めた。これらの物質のEu層に注目すると構造的類似がみられるが，3次元的な配列は大きく異なっており，これらの配列の違いが磁気特性や電子状態にどのように影響を与えるのかについても議論した。
EuGeはb軸方向に長い直方晶の反強磁性体である。この化合物は最近接と次近接のEu元素を考えると立体的で複雑なEu配置になっている。反強磁性転移温度のかなり高温側（約100 K）から転移点に向かって，短距離秩序の影響と思われる電気抵抗や比熱の増大が観測された。また，磁化測定から多段のメタマグを観測し，複雑な磁気構造を持つことが分かった。EuGe2は三方晶構造を持つ反強磁性体である。Eu元素は平面三角格子を形成している。磁化測定の結果から磁気的異方性は非常に小さく，Eu化合物でよく現れる2副格子モデルで説明できることが分かった。EuT5 (T: Cu, Au)は六方晶構造を持つ強磁性体で，遷移元素の距離が非常に接近しており，1次元的な電子状態になっていることが予想できる。実際に電気抵抗測定の結果からc軸方向に電気伝導度が非常に高いことが確認でき，ドハース・ファンアルフェン効果測定とバンド計算を比較することで大きな板状フェルミ面の存在が明らかになった。
EuGe2とEuCu5について圧力下での電気抵抗測定を行ったところ，EuGe2では 7.2 GPaまでは反強磁性転移温度は圧力に比例して上昇し，8 GPaでは減少することが確認できた。さらに高圧下の実験を行うことで磁気転移点の消失が期待できる。一方EuCu5は磁気転移温度の圧力変化は見られなかった。
これらの物質群を通して，Eu元素配置の違いを反映した様々な磁気状態や電子状態が発現することを明らかにした。これらの研究成果については，国際会議を通じて講演し，論文の出版も行った。
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