2021 Fiscal Year Annual Research Report
強く結合したｄ＋ｆ電子系における異常物性の研究と高圧測定による起源解明
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21F21322
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
辻井 直人 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (90354365)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
VALENTA JAROSLAV 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2021-09-28 – 2024-03-31
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| Keywords | d電子系 / f電子系 / 圧力 / 希土類化合物 / 磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体物理において、d電子系の磁気不安定性とf電子系の価数不安定性は、ともに電子相関の極めて強い状態を引き起こし、様々な異常物性の舞台となってきた。ｆ電子系の物性を理解するためにはcf混成がよいモデルとなってきたが、これはf電子以外の電子系を相関のない自由電子とみなす模型である。一方、我々はYbCo2やYbxFe4Sb12などにおいて、Ybの4f電子の価数揺動とCoやFeの3d電子の磁気的相互作用がともに強く相関することにより、これまでにない特異な相転移を引き起こすことを見出した。
本研究ではｄ電子系の磁性とｆ電子系の価数揺動が共存・競合する実例を用いて、良質試料作製と圧力下物性測定により、このメカニズムを調べ、さらにこれまで固体物理で見出されなかった新奇な現象を開拓することを目的としている。
これまでにYbCo2の良質の多結晶試料を作製することに成功した。ゼロ磁場では0.5 Kの低温まで磁気秩序が観測されなかったが、電子比熱係数が増大し続け、数J/K2 molに達することが示唆された。さらに数テスラの磁場の印加によって強磁性転移と思われる磁気相転移が現れ、磁場とともに転移温度が高温側にシフトすることを見出した。また、圧力下物性測定のためのセットアップを立ち上げ、電気抵抗の圧力依存性の測定を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
YbCo2に関して、試料作製と基礎物性測定がほぼ完了し、論文投稿中であり、令和４年度中の出版を予定している。圧力下測定については、必要なセットアップがほぼ完了した。現在、いくつかの興味深い物質について圧力下電気抵抗測定が進行中である。圧力下の比熱測定については、カレル大学での測定に向けて、プロポーザルを提出済みであり、令和４年度中に行える見通しである。そのため本課題は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
YbCo2について、圧力下電気抵抗測定と圧力下比熱測定を進める。圧力によりYbの磁気秩序が安定化されるが、Coの3d電子の磁気的性質は弱められると予想されるため、圧力下の磁気相図によってYbCo2の異常な磁気相転移がどのようなメカニズムで起こっているか知見が得られる。他の候補物質についても、Yb-Sb系化合物において圧力下の磁性と価数揺動の競合が期待されているため、物性測定を進めていく。
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