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Pr充填スクッテルダイトにおける4f電子デュアリティーと多様な相転移

Research Project

Project/Area Number 15740219
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

岩佐 和晃  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00275009)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords強相関電子系の物理 / Pr充填スクッテルダイト / 中性子散乱 / 重い電子状態 / 四重極秩序 / 金属-絶縁体転移
Research Abstract

充填スクッテルダイトRT_4X_<12>の重い電子状態の可能性や結晶構造の新奇な動的性質を中性子散乱法により研究した。
・PrOs_4Sb_<12>の重い電子状態での超伝導相への転移が注目されている。超伝導の発生には何らかのエネルギー励起構造をもつ電子状態であると考えて、中性子散乱実験を行ったところ、Pr 4f電子の四極子の揺らぎが伝搬する励起子が0.45-0.7meVに存在することを明らかにした。これは超伝導転移温度1.85Kに近く、また4.5T以上の磁場下で現れる反強四重極秩序相をもたらす電子状態であり、重い電子的な超伝導と密接に関連する可能性を指摘できた。
・さらに充填スクッテルダイトでは、希土類イオンRが12個のプニクトゲンXで構成されるかご状格子で囲まれていると見なすことができる。特にXがSbの場合、かごは比較的に大きいためその中のRイオンは大振幅の振動状態をとりうることが指摘されている。PrOs_4Sb_<12>を対象にそのような特異な原子振動状態を調べる非弾性中性子散乱実験を行った。音響フォノンモードを測定したところ、室温から10K程度にかけてフォノンエネルギーが約30%も低下するモードがあることを見いだした。これは通常の物質と全く逆の振る舞いであり、充填スクッテルダイトでの新たな物性を見いだしたと言える。
・上記の成果を、強相関電子系国際会議SCES'04(7月、ドイツ・カールスルーエ)、欧州物理学会凝縮系会議CMD20のコロキウムPCFES7(7月、チェコ・プラハ)や日本物理学会(9月、青森大学)で発表した。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2004 Other

All Journal Article (6 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Magnetic Excitations in Heavy-Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>2004

    • Author(s)
      K.Kuwahara, K.Iwasa, et al.
    • Journal Title

      Journal pf Physical Society of Japan 73

      Pages: 1438-1441

    • NAID

      110001974400

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Studies of unusual magnetic and electronic properties of the low-carrier system CeP by synchrotron X-rays2004

    • Author(s)
      M.Kohgi, K.Iwasa et al.
    • Journal Title

      Physica B 345

      Pages: 55-58

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Exotic properties of CeSb Studied by X-ray Diffraction2004

    • Author(s)
      Abdul Hannan, Kazuaki Iwasa, et al.
    • Journal Title

      Journal pf Physical Society of Japan 73

      Pages: 1881-1887

    • NAID

      110001954906

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Neutron scattering study on the field-induced antiferro-quadrupolar ordering in the heavy fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>2004

    • Author(s)
      N.Metoki, K.Kaneko, S.Araki, M.Kohgi, K.Iwasa et al.
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Crystal-lattice modulation of the metal-insulator transition system PrRu_4P_<12> studied by X-ray diffraction2004

    • Author(s)
      L.Hao, K.Iwasa et al.
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Anomalous phonon excitations associated with strong p-f mixing effect of CeSb and CeBi2004

    • Author(s)
      K.Iwasa et al.
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] K.Iwasa et al.: "Neutron-Diffraction Study of the Unusual Ordered Phases of Ce_<0.75>La_<0.25>B_6"Physica B. 329-333. 582-583 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ishii, K.Iwasa et al.: "Resonant X-ray scattering study on the filled skutterudite PrFe_4P_<12>"Physica B. 329-333. 467-468 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Kohgi, K.Iwasa et al.: "Evidence for Magnetic-Field Induced Quadrupolar Ordering in the Heavy-Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 1002-1005 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Iwasa et al.: "Anomalous Phonon Excitations Associated With Strong p-f Mixing Effect of CeSb and CeBi"J.Magn.Magn.Mater.. (accepted). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] N.Metoki, K.Iwasa et al.: "Neutron Scattering Study on Field-Induced Antiferro-Quadrupolar Ordering in the Heavy Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>"J.Magn.Magn.Mater.. (accepted). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] L.Hao, K.Iwasa et al.: "Crystal-Lattice Modulation of the Metal-Insulator Transition System PrRu_4P_<12> Studied by X-ray Diffraction"J.Magn.Magn.Mater.. (accepted). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2020-05-15  

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