ランタニド及びアクチニド化合物における重い電子状態の理論的研究

1987 Fiscal Year Final Research Report Summary

• Project/Area Number: 62540258
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 物性一般（含極低温･固体物性に対する理論）
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 立木 昌 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20028111)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 三郎 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60171485) ; 小山 富男 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30153696) ; 前川 禎通 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (60005973)
• Project Period (FY): 1987 – 1988
• Keywords: 重い電子系 / 周期的アンダーソンモデル / セリウム化合物 / 近藤効果 / ウラニウム化合物

Research Abstract

セリウムやウラン化合物などの重い電子系の基本的特徴は, 低温で大きな有効質量を持つフェルミ液体状態が出現すること, 及び, 温度の上昇にともなってその状態が不純物的な近藤状態へとクロスオーバーすることにある. 低温での重いフェルミ液体状態は, 重い有効質量を持つ準粒子の出現により理解される. 我々はすでに, 周期的アンダーソンモデルを用い, f電子の自己エネルギーにスピンのゆらぎをone-loop近似でくりこむことにより, くりこまれたfレベルがフェルミレベルに近い時, 重い準粒子状態が出現することを示している. 本年度は, さらにこの理論を拡張し, 有限温度での計算をおこなった. その結果, 温度が上昇すると, この重い準粒子状態は不安定化し, ある温度以上になると共鳴状態に変化する結果を得た. この共鳴状態の出現は, 不純物近藤状態と類似しており, したがって, 我々の理論は重い電子系が示す重いフェルミ液体状態から不純物的近藤状態へのクロスオーバーの現象を記述しうるものになっていることを示している. また, 重い電子系に対する中性子散乱の実験を理解するために, f電子系の動的帯磁率の計算をおこない, 低エネルギー領域において実験との定性的一致をみた.
重い電子系に対する我々の理論は, ループ展開の観点からは最低次の近似に相当する. 近似の正当性を検討するために, 我々は不純物近藤系にこの理論を適用し, 最低次をこえる近似で, その電子状態の計算をおこなった. その結果, 近藤温度以下の低エネルギー領域で, one-loop近似はきわめて良い近似となっていることを示し, 重い電子系に対する我々の理論の近似の正当性を示すことができた.

Research Products

• [Publications] S.Takahashi and M.Tachiki: Phys.Rev.B. 35. 145-150 (1987)
• [Publications] T.Koyama and M. Tachiki: Phys. Rev.B. 36. 437-451 (1987)
• [Publications] T.Koyama and M.Tachiki: JJAP(Proc.18th Int.Conf. onLow Temoerature Physics,Kyoto). 26,Suppl.26-3. 473-474 (1987)
• [Publications] T.Koyama and M.Tachiki: JJAP (proc.18th Int.Cong on Low Temperature Physics,Kyoto). 26,SUPPL.26-3. 475-476 (1987)
• [Publications] M.Tachiki,S.Takahashi and T.Koyama: JJAP (proc.18th Int.Cong on Low Temperature Physics,Kyoto). 26,SUPPL.26-3. 493-494 (1987)
• [Publications] M.Tachiki and S.Takahashi: To be publishes in physica.