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少数キャリア-系Ceモノプニクタイドにおける局在から遍歴に至る特異な電子現象

研究課題

研究課題/領域番号 14340107
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関東京都立大学

研究代表者

神木 正史  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (30004451)

研究分担者 岩佐 和晃  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00275009)
桑原 慶太郎  東京都立大学, 理学研究科, 助手 (90315747)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2002年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
キーワード小数キャリアー系 / CeP / Ce-モノプニクタイド / 中性子回折 / X線回折 / p-f mixing / 磁気ポーラロン / X線解析 / 少数キャリアー系 / P-f mixing
研究概要

少数キャリアー物質Ceモノプニクタイトは,特異な磁気構造を含む複雑な磁気相図および重い電子的な伝導現象を示す.本研究においては,この新しい物理現象についての認識を深めるために,(1)CePの高圧下の磁気構造の中性子散乱による研究,(2)CePの高磁場下の磁気相図の放射光X線回折による研究,(3)Ceモノプニクタイトの高圧下の磁気構造と結晶構造との関連のX線回折による研究,以上の3課題の研究を企画し以下の成果を得た.
(1)まず,圧力下のCePの磁気相図に関しては,これまでの約3GPa以下の圧力下の中性子回折の研究により,圧力とともに,Ceの(001)面で,9,8,7,6,5,4,3枚周期の磁気構造が順次現れることが明らかになっていたが,本研究のの高圧下の中性子回折の実験により,3.2GPa以上の圧力で系は低温で強磁性のみを示し,さらに圧力とともに,強磁性の飽和磁化が減少することを見いだした.(2)磁場下のCePの磁気相図に関しては,放射光(SPring8)における磁場下のX線回折の実験により,これまでの研究の上限である約6Tの磁場を超えて,14Tまでの磁場下において,磁場の増大とともに,Ceの(001)面で,11,10,9,8枚周期の磁気構造が系統的に現れることが明らかになった.この結果は,CePの特異な磁気的状態に対して磁場が圧力と同等な役割を果たしているという興味深い事実を明らかにしている.上記の課題(3)については,CePに対して高圧下の格子定数の温度変化の測定をダイアモンドアンビル法を用いて行った.その結果,約3GPa以下の圧力では,低温秩序相で格子定数が減少するのに対し,系が低温で強磁性のみを示す3GPa以上の圧力下では逆に増加することが明らかになった.このことは,この高圧領域で強磁性の飽和磁化が減少する現象と合わせて考えると,約3GPaの圧力を境にして,系の4f電子状態が局在的な状態から遍歴的な状態に移り変わっていることを示唆している.
以上の研究結果を総合して考察すると,CePに代表される小数キャリアー系Ceモノプニクタイトにおいては,キャリアー密度が系の主要なパラメータであり,各物質固有のキャリアー密度ならびにこれの圧力あるいは磁場変化が,各系の多彩且つ特異な物性を規定していると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (15件) 文献書誌 (10件)

  • [雑誌論文] Study of high-field magnetic phases of CeP by synchrotron radiation X-ray diffraction2005

    • 著者名/発表者名
      A.Hannan et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 74

      ページ: 2301-2309

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of high-field magnetic phases of CeP by synchrotron radiation X-ray diffraction2005

    • 著者名/発表者名
      A.Hannan et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 2301-2309

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High field magnetic phase diagram of CeP studied by synchrotron radiation X-ray2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hannan et al.
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 272-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anomalous phonon excitations associated with strong p-f mixing effect of CeSb and CeBi2004

    • 著者名/発表者名
      K.Iwasa et al.
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 272-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exotic Properties of CeSb studied by X-ray diffraction2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hannan et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 73

      ページ: 1811-1877

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Studies of unusual magnetic and electronic properties of the low-carrier system CeP by synchrotron X-rays2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kohgi et al.
    • 雑誌名

      Physica B345

      ページ: 55-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High field magnetic phase diagram of CeP studied by synchrotron radiation X-ray2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hannan et al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater. 272-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anomalous phonon excitations associated with strong p-f mixing effect of CeSb and CeBi2004

    • 著者名/発表者名
      K.Iwasa et al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater. 272-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High pressure apparatus for magnetic neutron diffraction beyond 3 GPa at low temperature2004

    • 著者名/発表者名
      T.Osakabe et al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater. 272-276

      ページ: 2157-2158

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exotic Properties of CeSb studied by X-ray diffraction2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hannan et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 1811-1887

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Studies of unusual magnetic and electronic properties of the low-carrier system CeP by synchrotron X-rays2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kohgi et al.
    • 雑誌名

      Physica B 345

      ページ: 55-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Studies of unusual magnetic and electronic properties of the low-carrier system CeP by2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kohgi et al.
    • 雑誌名

      Physica B 345

      ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Exotic Properties of CeSb studied by X-ray diffraction2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hannan et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 73

      ページ: 1811-1887

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic P-T Phase Diagrams of CeSb and CeBi2003

    • 著者名/発表者名
      T.Osakabe et al.
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica B34

      ページ: 1469-1473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic P-T Phase Diagrams of CeSb and CeBi2003

    • 著者名/発表者名
      T.Osakabe et al.
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica B 34

      ページ: 1469-1473

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Osakabe et al.: "Magnetic P-T Phase diagrams of CeSb and CeBi"Acta Physica Polonica. 34. 1469-1473 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hannan et al.: "High field magnetic phase diagram of Ce P stadied by synchrotron radication X-ray diffraction"J.Magn.Magn.Mater.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Iwasa et al.: "Anomalous phonon excitations associated with strong p-f mixing effect of CeSb and CeBi"J.Magn.Magn.Mater.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Osakabe et al.: "High pressure apparatus for magnetic neutron diffraction beyond 3 GPa at low temperature"J.Magn.Magn.Mater.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kohgi et al.: "Studies of unusual magnetic and electronic properties of the Low-carrier system CeP by synchrotron X-rays"Physica B. 345. 55-58 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Iwasa et al.: "Direct observation of the modulation of 4-f electron orbital state by strong p-f mixing effect in Ce Sb"Rhys. Rev. Lett.. 88. 20720-1-20720-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hannan et al.: "High pressure magnetic phase diagram of CeP studied by neutron diffraction"Applied Phys. A. 74. S565-S567 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Osakabe et al.: "Magnetic P-T phase diagram and magnetic structure of CeBi"Applied Phys. A. 74. S799-S801 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Iwasa et al.: "Crystal lattice modulation and phonon anomaly associated with strong p-f mixing effect 0f CeSb"Applied Phys. A. 74. S1779-S1781 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Osakabe et al.: "Magnetic P-T phase diagrams of CeSb and CeBi"Acta Physica Polonica B. 34. 1469-1472 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2020-05-15  

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