2017 Fiscal Year Annual Research Report
軌道依存型混成によるf電子の秩序化と価数揺らぎの理論的研究
Publicly Offered Research
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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| Project/Area Number |
16H01069
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
椎名 亮輔 琉球大学, 理学部, 教授 (30326011)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 近藤格子 / サマリウム化合物 / 多極子 / 電荷秩序 / 重い電子 / 磁性 / 金属絶縁体転移 / 磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）SmRu4P12の理論
近年、この物質で知られていた磁場中の複雑な物性が、磁性および電荷秩序の混合状態の形成によるものであることが分かってきた。当年度は、反強磁性絶縁相からのキャリアドーピング効果を想定し、伝導バンドがノンハーフフィルドの場合の平均場解析を、まずは簡単化された状態密度を仮定して行なった。ハーフフィルドでは、基底状態において、通常の反強磁性が常に安定化するが、結晶場分裂が比較的強いとき、微量のホールドーピングによって磁性電荷混合相が現れることが分かった。その起源として、混合相が、ノンハーフフィルドでは電荷分布の強い不均一性を生ずることで安定化していることが分かった。
（２）中間希土類化合物における価数揺らぎの解析
SmOs4Sb12やSmTa2Al20などのSm化合物の最近の実験研究から、これらの系では、低温比熱係数がγ~1 [J/mol*K^2]にも達する重い電子が形成されるにも拘らず、その磁場変化がほとんど見られない異常な電子状態が現れることが分かってきた。当年度は、前年度に引き続き、こうしたSm系の特徴を考慮した2軌道不純物アンダーソンモデルに対して、数値くり込み群を用いた解析を行なった。2価のf6状態が多体一重項（J=0）であることを反映して、局在一重項状態と近藤状態との競合が生じ、その結果として、cf混成の変化に対して常に量子臨界点が発生することが分かった。そして、その臨界点の近傍では、ウィルソン比が非常に小さな重い電子状態すなわち磁場鈍感重い電子状態が現れることが数値的に示された。また、量子臨界点が2価3価の間の中間価数に見られることから、通常の局在近傍の重い電子状態とは異なることを指摘した。その上で、こうした理論計算の結果が、上記化合物のみならず、多くのSm系の複雑な実験結果を統一的に説明することを示すことができた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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