2014 Fiscal Year Research-status Report
良質単結晶を用いた磁性に応じて変化する電荷密度波の研究
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26400362
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
近藤 隆祐 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (60302824)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電荷密度波 / 希土類化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
希土類化合物 RNiC2 系は、d 電子を主成分とする低次元伝導電子系上に形成された電荷密度波(CDW)と、希土類原子上の4f電子からなる局在スピンとの間に強い相互作用が働くという特徴をもつ物質群である．本研究では、多種のRについて良質の単結晶を作成し，電荷・スピン・格子の交差物性の詳細なデータを測定する事により、RNiC2系におけるCDWと局在スピン間に働く相互作用機構を明らかにすることを目的としている．初年度は，次の3点について，研究を進めた．
1. 原子番号の大きいRについて良質単結晶試料の作成を行い，CDWの有無と，磁気秩序形成時における電気抵抗変化及び，CDWの振る舞いについて調べた．RNiC2系では，これまでに，不整合(CDW1)と整合(CDW2)の二種類のCDWが見出されているが，Rを変化させていくと，La, CeではCDWなし，Pr-GdではCDW1のみ（Pm, Euを除く），Tb, Dy, YではCDW1とCDW2の共存，Ho, ErではCDW2のみ，という結果が得られた．また，磁気秩序形成時に，CDW1は，その超格子強度の減少方向に変化を示すが，CDW2の超格子強度には大きな変化は見出されなかった．
2. Ce, Nd, Smの各RNiC2の単結晶試料について，磁化測定とホール効果測定を行い，強磁性体のホール効果の現象論的式で解析を行った．定性的には，磁化が物質内部に作る有効磁場が外部磁場と足しあわせて作用するモデルでフィットは出来るものの，その定量性には問題があることがわかった．また，磁気秩序形成のゆらぎが，（磁気）転移温度の10-15K上から，ホール効果において観測されることを見出した．
3. 局在スピンを外部磁場で制御した時にCDWに生じる変化を調べる目的で，磁場中X線測定用のクライオスタットの設計・製作を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
試料作成と装置製作の２つの観点から述べる．試料作成については，各RNiC2の試料について，その作成条件を詰めることにより，急冷法による，結晶構造解析用の小さい単結晶試料から，アーク炉を用いた引き上げ法による，物性測定用のより大きな単結晶まで，作り分けられるようになり，概ね順調である．一方，本研究課題の一つである，磁場中X線クライオスタットについては，その設計は終えたものの，製作途中であり，当初の研究計画のように，初年度中の運用テストにまで至らなかった．このため，現在までの達成度を，（３）やや遅れている，とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの達成度は，やや遅れている，としたものの，本質的な困難ではないため，基本方針に大きな変更はない．磁場中X線クライオスタットの完成・運用テストの後，これまで作成した，多種のRのRNiC2試料について，外部磁場によって物質中の局在スピンの状態を変化させた時に，電荷密度波がどのような応答を示すのかを明らかにする．
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| Causes of Carryover |
磁場中X線用クライオスタットの製作の遅れに伴って，これに関連する装置・機器類及び，液体ヘリウム代の支出が，初年度に加算されていない．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
なるべく早く，クライオスタットの製作及び運用テストを終え，実際の測定にとりかかる．
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