2020 Fiscal Year Research-status Report
高圧力下熱伝導率・比熱測定によるユウロピウム系化合物の圧力誘起価数転移の研究
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20K03837
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
西郡 至誠 島根大学, 学術研究院理工学系, 准教授 (50273917)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 価数転移 / 圧力効果 / 比熱 / 熱伝導率 / 希土類化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来研究に使用していたEuRh2Si2の多結晶試料について、価数転移が誘起される0.93および1.23GPaの高圧力下において比熱・熱伝導率測定および電気抵抗率測定を9Tまでの磁場中について行った。その結果、先行研究で明らかになっていた磁場中における価数転移の抑制効果を熱伝導率においても観測した。熱伝導率は価数転移に伴う伝導電子の増大により低温側で増大し、大きな山を持って低温で再度減少に転じる。磁場を印加すると転移温度が低温にシフトするとともに、山の大きさが抑制されていく様子が明らかとなった。磁場中・高圧力下の比熱については精度の問題で現状では上手く測定できていない。
Eu化合物は融点が低く蒸気圧が高いため、結晶作製が困難であるが、高圧力下での正しい振る舞いを観測するためには純良な試料が欠かせない。本研究ではEuをフラックスとした自己フラックス法を用い、温度だけでなくEuの蒸発も制御する新しい手法により単結晶を育成する試みも行った。この手法による育成には未だ成功していないが、熱処理温度や蒸発条件について多くの知見を得た。アーク融解による多結晶作製も並行して行い、リガンドの原子の融点が低く比較的作製が行い易いEuPd2Si2について、多結晶試料の作製に成功した。EuPd2Si2の高圧力下比熱・熱伝導率測定を行った結果、比熱は常圧付近で150Kに価数転移によるピークを示し、先行研究と矛盾しない。熱伝導率は転移温度以下で増大した後、山を持つEuRh2Si2と同じ振る舞いを示しており、両物質の価数転移の類似性が示唆される。また、加圧により転移温度が上昇することを確認した。現在、圧力変化の測定を継続中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
主眼であるEuRh2Si2の試料作製が順調で無いため上記区分とした。但し、計画を入れ替えて先行してEuPd2Si2の研究に着手しており、そちらは順調である。また、液体ヘリウム実験が行えない期間に冷凍機を利用して研究を進める目的で、現有の4KGM冷凍機の復活再生を予定していたが、予算の範囲で行うことが困難であったため断念し、その分を液体ヘリウムを使った低温実験装置の運転費等に充てた。実験時間確保のため、今後も同様の措置を取る予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
EuRh2Si2の試料作製についてはEuの欠損を抑えた新たな作製方法を考案・実施中である。令和３年度の早いうちにEuRh2Si2の結晶作製を完遂し、測定に着手する計画である。また、同年前半はEuPd2Si2の研究を継続するとともに参照物質であるLa系化合物の測定を行う計画であり、先行してEuPd2Si2の測定を終了させる。低温実験に利用する装置は共同利用の機器であるが、液体ヘリウム代および運用の電気料金を供出することで実験時間を確保する予定である。
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| Causes of Carryover |
4KGM冷凍機の復活再生が計画通り行えなかったこと、コロナ禍の影響で学会発表等に係る旅費の出費が無くなったこと、により余りが発生した。予算を共同利用施設にある低温実験装置の液体ヘリウム代および電気代に振り替えて使用し、装置を占有できる期間を確保することで十分な実験を行う計画である。
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Research Products
(1 results)
