Study on valence transition of rare earth compounds

2013 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 23540411
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: TANIGUCHI Masaki 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10126120)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SATO Hitoshi 広島大学, 放射光科学研究センター, 准教授 (90243550) ; ARITA Masashi 広島大学, 技術センター, 技術員 (20379910) ; HIRAOKA Koichi 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (00199043)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Keywords: 価数相転移 / 価数揺動 / 希土類化合物 / 光電子分光

Research Abstract

In order to reveal the mechanism of valence transition of YbInCu4 at ~40 K, we have investigated electronic structure of YbXCu4(X=Cd, Sn), where Cd and Sn are located just in both sides in the periodic table by means of hard x-ray photoemission spectroscopy (HAXPES) and compared the experimental results with those of YbInCu4. As the result, we obtained the results suggesting that the number of the conduction-band electrons at the Cu site is the greatest for YbInCu4. It is considered that electrons are easily transferred from the Cu to Yb sites, which would closely be related to the valence transition of YbInCu4. We noticed that the recently synthesized Kondo lattices YbNi3X9 (X=Al, Ga) are similar to the high- and low-temperature phases of YbInCu4 and carried out HAXPES for these compounds. From the comparison, we proposed the mechanism that the valence transition of YbInCu4 takes place due to the transfer of the conduction-band electrons to the Yb 4f orbitals.

Research Products

• [Journal Article] Pressure - induced valence change of YbNiGe3 investigated by resonant x - ray emission spectroscopy at the Yb L3 edge (2014)
  • Author(s): H. Sato, M. Taniguchi, 他14名
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: Vol.89 Pages: 045112/8
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.045112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photoemission studies of Kondo lattice compounds YbNi3(Ga1-xAlx)9 (2014)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, H. Nagata, J. Kodama, S. Ohara, T. Yamashita, K. Mimura, S. Motonami, M. Arita, S. Ueda, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Conf. Proc Volume: Vol.1 Pages: 012117/4
  • DOI: 10.7566/JPSCP.1.012117
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic and spin structures of solids investigated by means of synchrotron radiation photoemission (2013)
  • Author(s): M. Taniguchi, H. Iwasawa, T. Miyamoto, T. Okuda
  • Journal Title: Rad. Phys. Chem Volume: Vol.93 Pages: 14-20
  • DOI: 10.1016/j.radphyschem.2013.01.033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valence transitions in the heavy - fermion compound YbCuAl as a function of temperature and pressure (2013)
  • Author(s): H. Yamaoka, H. Sato, 他9名
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: Vol.87 Pages: 205120/7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.205120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic structure of Kondo lattice compounds YbNi3X9 (X=Al, Ga) studied by hard x - ray spectroscopy (2012)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, S. Ohara, T. Yamashita, K. Mimura, S. Motonami, K. Shimada, S. Ueda, K. Kobayashi, H. Yamaoka, N. Tsujii, N. Hiraoka, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: Vol.86 Pages: 115114/9
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.115114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic structure and the valence state of Yb2Pd2Sn and YbPd2Sn studied by photoelectron and resonant x - ray emission spectroscopies (2012)
  • Author(s): H. Yamaoka, M. Arita, H. Iwasawa, H. Hayashi, J. Jiang, H. Namatame, M. Taniguchi, 他13名
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: Vol.86 Pages: 085137/7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.085137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X dependent electronic structure of YbXCu4 (X=Cd, In, Sn) investigated by hard X - ray photoemission spectroscopy (2011)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, K. Tobimatsu, H. Maso, K. Hiraoka, K. Kojima, K. Mimura, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: J. Elec. Spec. Relat. Phenom Volume: Vol.184 Pages: 203-206
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2010.10.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synchrotron radiation diffraction study of YbInCu4 (2011)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, H. Namatame, M. Taniguchi, K. Hiraoka, K. Kojima, K. Sugimoto
  • Journal Title: J. J. Appl. Phys Volume: Vol.50 Pages: 05FC10/2
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.05FC10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Temperature - induced valence transition of EuPd2Si2 studied by hard x - ray photoelectron spectroscopy (2011)
  • Author(s): K. Mimura, H. Sato, M. Taniguchi,他11名
  • Journal Title: J. J. Appl. Phys Volume: Vol.50 Pages: 05FD03/2
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.05FD03
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valence transition of YbInCu4 observed by photoemission spectroscopy (2011)
  • Author(s): H. Sato, M. Taniguchi, K. Hiraoka, K. Kojima
  • Journal Title: e-J. Surf. Sci. Nanotech Volume: Vol.9 Pages: 90-94
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2011.90
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conduction - band electronic states of YbInCu4 studied by photoemission and soft x - ray absorption spectroscopies (2011)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, H. Kurihara, H. Maso, K. Hiraoka, K. Kojima, K. Tobimatsu, T. Ohkochi, S.-i. Fujimori, Y. Takeda, Y. Saitoh, K. Mimura, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, T. Oguchi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: Vol.84 Pages: 115143/7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.84.115143
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valence fluctuation in YbIn1-xCdxCu4 compounds studied by XANES
  • Author(s): T. Zhuang, K. Hiraoka, M. Kurisu, K. Konishi, T. Kamimori, I. Nakai
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Conf. Proc Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 近藤半導体Yb1-xRxB12(R=Lu, Sc, Y, Zr)のエネルギーギャップの強磁場及びx依存性 (2014)
  • Author(s): 石井克弥, 佐藤仁, 他6名
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] 価数揺動系 RB6(R=Sm, Tm)の非磁性元素置換効果 (2014)
  • Author(s): 林健人, 佐藤仁, 他9名
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] 温度誘起価数転移を示すEuNi2(Si1-xGex)2の電子状態 : 硬X線光電子分光による研究 (2014)
  • Author(s): 市木勝也, 佐藤仁, 谷口雅樹 他12名
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] 希土類化合物YbInCu4の価数相転移に与えるCd, Snの置換効果 (2014)
  • Author(s): 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] R1-xTmxB6(R=Y, Yb)の硬X線光電子分光および圧力依存X線発光分光 (2014)
  • Author(s): 永田平祐, 佐藤仁, 島田賢也, 三村功次郎, 上田茂典, 山岡人志, 内海有希, 太田紘司, J.-F.Lin, 平岡望, 石井啓文, K.-D.Tsuei, 伊賀文俊, 飛田祐二, 石井克弥, 林健人, 滝田悠, 福田賢司, 高畠敏郎, 近藤晃弘, 金道浩一, 生天目博文, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] 価数転移を示すEuNi2(Si1-xGex)2 (x=0.70, 0.79, 0.82)の硬X線光電子スペクトルの温度依存性 (2014)
  • Author(s): 市木勝也, 佐藤仁, 谷口雅樹 他12名
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] 希土類化合物YbInCu4におけるNbの置換効果 (2013)
  • Author(s): 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本物理学会2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
  • Year and Date: 20130925-28
• [Presentation] YbB6の圧力依存X線発光分光 (2013)
  • Author(s): 佐藤仁, 山岡人志, 内海有希, 永田平祐, 太田紘司 , J.-F. Lin, 平岡望, 石井啓文, K.-D. Tsuei, 島田賢也, 上田茂典, 三村功次郎, 伊賀文俊, 飛田祐二, 石井克弥, 林健人, 滝田悠, 福田賢司, 高畠敏郎, 近藤晃弘, 金道浩一, 生天目博文, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本物理学会2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
  • Year and Date: 20130925-28
• [Presentation] R1-xTmxB6(R=Y3+, Yb2+)における価数揺動と近藤状態の変遷 (2013)
  • Author(s): 石井克弥, 佐藤仁 他7名
  • Organizer: 日本物理学会2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
  • Year and Date: 20130925-28
• [Presentation] 硬X線光電子分光によるEuNi2(Si1-xGex)2 (x=0.70, 0.79, 0.82)の温度誘起価数転移の研究 (2013)
  • Author(s): 市木勝也, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他12名
  • Organizer: 日本物理学会2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
  • Year and Date: 20130925-28
• [Presentation] YbIn1-xTlxCu4のYb価数の温度変化 (2013)
  • Author(s): 神野大悟, 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央
  • Organizer: 日本物理学会2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
  • Year and Date: 20130925-28
• [Presentation] Electronic structure of Yb - based heavy fermion compounds : Physics and spectroscopic studies using synchrotron radiation (2013)
  • Author(s): H. Sato
  • Organizer: 2013 Korean - Japanese Students Workshop
  • Place of Presentation: Pusan (Korea)
  • Year and Date: 20130826-27
• [Presentation] 希土類化合物 YbIn1-xMxCu4 (M=Cd, Sn) のYb価数に与える置換効果 (2013)
  • Author(s): 莊濤, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本金属学会中国四国支部講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 20130819-20
• [Presentation] 強相関電子系化合物 YbIn1-xTlxCu4の電気特性 (2013)
  • Author(s): 神野大悟, 莊濤, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本金属学会中国四国支部講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 20130819-20
• [Presentation] Yb L3 resonant x - ray emission spectroscopy of YbNiGe3 (2013)
  • Author(s): H. Sato, M. Taniguchi, 他13名
  • Organizer: 8th International Conference on Inelastic X - Ray Scattering IXS 2013
  • Place of Presentation: Stanford (USA)
  • Year and Date: 20130812-15
• [Presentation] Photoemission studies of Kondo lattice compounds YbNi3(Ga1-xAlx)9 (2013)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, H. Nagata, J. Kodama, S. Ohara, T. Yamashita, K. Mimura, S. Motonami, M. Arita, S. Ueda, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS (APPC12)
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 20130714-19
• [Presentation] Angle - resolved photoemission spectroscopy of YbNi3X9 (X=Al, Ga) (2013)
  • Author(s): H. Sato, J. Kodama, Y. Utsumi, S. Ohara, T. Yamashita, H. Nagata, M. Arita, H. Anzai, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 38th International Conference on Vacuum
  • Place of Presentation: Hefei (China)
  • Year and Date: 20130712-19
• [Presentation] YbNi3X9 (X=Al, Ga)の角度分解光電子分光 (2013)
  • Author(s): 内海有希, 児玉純一, 佐藤仁, 大原繋男 , 永田平祐, 太田紘司 , 有田将司 , 安斎太陽 , 島田賢也 , 生天目博文 , 谷口雅樹
  • Organizer: 日本物理学会第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 20130326-29
• [Presentation] YbNiGe3の圧力依存X線発光分光 (2013)
  • Author(s): 永田平祐, 佐藤仁, 内海有希, 山岡人志, 児玉純一, 太田紘司, M. A. Avila, 梅尾和則, 高畠敏郎, 舌古裕美子, 水木純一郎, J.-F. Lin, 平岡望, 石井啓文, K.-D. Tsuei, 生天目博文, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本物理学会第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 20130326-29
• [Presentation] 希土類化合物YbInCu4のInサイト置換効果における価数の温度変化II (2013)
  • Author(s): 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央
  • Organizer: 日本物理学会第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 20130326-29
• [Presentation] Angle - resolved photoemission spectroscopy of YbNi3X9 (X=Al, Ga) (2013)
  • Author(s): J. Kodama, Y. Utsumi, H. Nagata, K. Ohta, H. Sato, S. Ohara, M. Arita, H. Anzai, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 17th Hiroshima international Symposium on Synchrotron Radiation
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 20130228-0301
• [Presentation] YbNi3X9 (X=Al, Ga)の角度分解光電子分光 (2013)
  • Author(s): 児玉純一 , 内海有希, 永田平祐, 太田紘司, 佐藤仁, 大原繋男, 有田将司, 安斎太陽 , 島田賢也 , 生天目博文 , 谷口雅樹
  • Organizer: 第26回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 20130112-14
• [Presentation] YbNiGe3の圧力依存X線発光分光 (2013)
  • Author(s): 佐藤仁, 山岡人志, 内海有希, 永田平祐, 児玉純一, 太田紘司, M. A. Avila, 梅尾和則, 高畠敏郎, 舌古裕美子, 水木純一郎, 平岡望, 石井啓文, K.-D. Tsuei, 生天目博文, 谷口雅樹
  • Organizer: 第26回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 20130112-14
• [Presentation] 希土類化合物YbInCu4のInサイト置換効果における価数の温度変化 (2012)
  • Author(s): 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央
  • Organizer: 日本物理学会2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 20120918-21
• [Presentation] Yb2Pd2Sn 及 びYbPd2Snの高分解能光電子・発光分光測定 (2012)
  • Author(s): 山岡人志, P. Thunstrom, 辻井直人, I. Jarrige, 島田賢也, 有田将司, 岩澤英明, 林博和, 姜健, 生天目博文, 谷口雅樹, 平岡望, 石井啓文 , K.-D. Tsuei , M. Giovannini , E. Bauer
  • Organizer: 日本物理学会2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 20120918-21
• [Presentation] Hard x - ray photoemission study of the two valence transitions in EuPtP (2012)
  • Author(s): K. Mimura, H. Sato, M. Taniguchi 他11名
  • Organizer: 12th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • Place of Presentation: Saint-Malo (France)
  • Year and Date: 20120916-21
• [Presentation] Photoemission studies of Kondo Lattice compounds YbNi3(Ga1-xAlx)9 (x=0, 0.02, 0.1, 0.15, 1) (2012)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Nagata, J. Kodama, H. Sato, S. Ohara, T. Yamashita, K. Kimura, S. Motonami, M. Arita, S. Ueda, K. Kobayashi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 12th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • Place of Presentation: Saint-Malo (France)
  • Year and Date: 20120916-21
• [Presentation] Electronic structure of newly discovered Yb - compounds YbNi3X9 (X=Al, Ga) studied by hard x - ray photoemission spectroscopy (2012)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, T. Yamashita, S. Ohara, K. Mimura, S. Motonami, K. Shimada, M. Arita, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 4th International Workshop on the Dual Nature of fElectrons
  • Place of Presentation: 姫路
  • Year and Date: 20120704-06
• [Presentation] 二段価数転移を示すEuPtPにおける電子相関 : 硬X線光電子分光による研究 (2012)
  • Author(s): 川田翔, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他10名
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 20120324-27
• [Presentation] 真空紫外~硬X線光電子分光によるYbNi3(Ga1-xAlx)9 (x=0-0.15)の電子状態の研究 (2012)
  • Author(s): 内海有希, 永田平祐, 児玉純一, 佐藤仁, 山下哲朗 , 大原繁男 , 三村功次郎 , 本並哲, 島田賢也, 有田将司, 上田茂典, 小林啓介, 生天目博文, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 20120324-27
• [Presentation] 重い電子系反強磁性体YbNi3Al9のNiサイトへのFe, Cu置換効果 (2012)
  • Author(s): 大原繁男, 河野浩, 山下哲朗, 内海有希, 佐藤仁
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 20120324-27
• [Presentation] Electronic structures of YbNi3(Ga1-xAlx)9 studied by VUV photoemission spectroscopy (2012)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Nagata, J. Kodama, H. Sato, T. Yamashita, S. Ohara, M. Arita, H. Hayashi, J. Jiang, T. Habuchi, D. Hirayama, H. Iwasawa, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 16th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 20120301-02
• [Presentation] 硬X線光電子分光によるEuNi2X2 (X=Si, P, Ge)の電子状態の研究 (2012)
  • Author(s): 三村功次郎, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他13名
  • Organizer: 第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 鳥栖市民文化会館・中央公民館
  • Year and Date: 20120106-09
• [Presentation] 高分解能光電子分光によるYbNi3X9 (X=Al, Ga)の電子状態の研究 (2012)
  • Author(s): 内海有希, 佐藤仁, 山下哲郎, 大原繁男 , 三村功次郎 , 本並哲, 島田賢也, 有田将司, 上田茂典, 山下良之, 吉川英樹, 小林啓介, 生天目博文, 谷口雅樹
  • Organizer: 第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 鳥栖市民文化会館・中央公民館
  • Year and Date: 20120106-09
• [Presentation] 硬X線光電子分光によるYbNi3X9 (X=Al, Ga)の電子状態の研究 (2011)
  • Author(s): 内海有希, 佐藤仁, 山下哲郎, 大原繁男 , 三村功次郎 , 本並哲, 島田賢也, 有田将司, 上田茂典, 山下良之, 吉川英樹, 小林啓介, 生天目博文, 谷口雅樹
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 20110921-24
• [Presentation] EuNi2X2 (X=Si, P, Ge)の硬X線光電子分光 (2011)
  • Author(s): 三村功次郎, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他13名
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 20110921-24
• [Presentation] YbIn1-xCdxCu4の価数相転移に与えるCd置換効果II (2011)
  • Author(s): 荘涛, 平岡耕一, 小島健一, 鬼丸孝博, 高畠敏郎
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 20110921-24
• [Presentation] Electronic structure of newly discovered Yb - compounds YbNi3X9 (X=Al, Ga) studied by hard x - ray photoemission spectroscopy (2011)
  • Author(s): Y. Utsumi, H. Sato, T. Yamashita, S. Ohara, K. Mimura, S. Motonami, K. Shimada, M. Arita, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 4th International Workshop on Hard X - ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES2011)
  • Place of Presentation: Hamburg(Germany)
  • Year and Date: 20110914-16