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磁性強相関電子系における電子構造理論の基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15540352
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関京都産業大学

研究代表者

山上 浩志  京都産業大学, 理学部, 教授 (20239867)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード強相関電子系 / 電子構造 / バンド理論 / 磁性 / f電子系化合物 / フェルミ面 / 磁気モーメント / 相対論
研究概要

超ウラン化合物の電子構造の研究、特にフェルミ面に関する新しい結果を得た。
1.反強磁性体NpRhGa_5のフェルミ面と磁気モーメントを軌道分極効果を考慮した相対論的スピン分極バンド理論を用いて計算した。この物質はHoGoGa_5型の結晶構造をもち、基底状態の磁気モーメントは[110]方向にあり、q=[0,0,1/2]で秩序化している。計算から得られたフェルミ面の形状は、ド・ハース-ファン・アルフェン(dHvA)効果により測定させた振動数ブランチの角度依存性をよく説明することがわかった。また、Npサイトの磁気モーメントの大きさは中性子散乱による磁気モーメントの測定値と一致している。これらの計算結果から、NpRhGa_5の5f電子は遍歴磁性電子として振舞うことが明らかになった。
2.相対論的バンド理論によるNpRhGa_5のフェルミ面と磁気モーメントの成功は今後のNp化合物の研究の方向性を示したが、スピンと軌道の自由度が制限された非磁性Np化合物に対しても同様な性質が保たれているのかを調べる必要がある。ほとんどのNp化合物は磁性体であるが、NpGe_3は少ない非磁性化合物の一つである。相対論的ハンド理論により、NpGe_3のフェルミ面の計算を行った。この計算結果は観測されたdHvA振動数ブランチの定量的な一致を与える。さらに、電子比熱係数で見積もられる増強因子を考慮すると、サイクロトロン有効質量は理論値と実験値との定量的な比較が可能である。
3.非磁性のPu化合物PuIn_3のdHvA振動数の測定が国内で初めて成功した。この測定されたdHvA振動数ブランチの起源を相対論的バンド理論による計算で定量的に示すことができた。この成功は非磁性のPu化合物でも、5f電子が遍歴電子として振舞うことを明らかにしたものである。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (16件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Electronic Structure and Fermi Surface of NpGe_32006

    • 著者名/発表者名
      H.Yamagami
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 75

    • NAID

      110004086887

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Itinerant U 5f band states in the layered compound UFeGa_5 observed by soft x-ray angle-resolved photoemission spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujimori
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Orbital-Polarized band calculation in NpRhGa_5 : Magnetic moment and Fermi Surface2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yamagami
    • 雑誌名

      Physica B (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fermi Surface Studies on Np115- and Related Compounds2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yamagami
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Orbital-Polarized band calculation in NpRhGa_5 : Magnetic moment and Fermi Surface2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yamagami
    • 雑誌名

      Physica B (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fermi Surface Studies on Np115- and Related Compounds2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yamagami
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electronic Structure and Fermi Surface of NpGe32006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yamagami
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 75

      ページ: 24711-24711

    • NAID

      210000106016

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quasi-two-dimensional Fermi surfaces in the flat antiferromagnetic Brillouin zone of NpRhGa_5 studied by dHvA experiments and energy band calculations2005

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed.Matter 17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Itinerant 5f Electrons and the Fermi Surface Properties in an Enhanced Pauli Paramagnet NpGe_32005

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 2149-2152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth and Fermi Surface Properties of an Antiferromagnet UPdGa_52005

    • 著者名/発表者名
      S.Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 2277-2281

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] First Observation of the de Haas-van Alphen Effect in PuIn_32005

    • 著者名/発表者名
      Y.Haga
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 2889-2892

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quasi-two-dimensional Fermi surfaces in the flat antiferromagnetic Brillouin zone of NpRhGa_5 studied by dHvA experiments and energy band calculations2005

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed. Matter 17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Itinerant 5f Electron and the Fermi Surface Properties in an Enhanced Pauli Paramagnet NpGe32005

    • 著者名/発表者名
      Dai Aoki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 2149-2153

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth and Fermi Surface Properties of Antiferromagnet UPdGa52005

    • 著者名/発表者名
      Shugo Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 2277-2281

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] First Observation of de Haas-van Alphen Effect in PuIn32005

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Haga
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 2889-2892

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quasi-two-dimensional Fermi surfaces in the flat antiferromagnetic Brillouin zone of NpRhGa5 studied by the dHvA experiments and energy band2005

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Physics.: Condensed Matter 17(発行予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Yamagami: "Magnetism and Fermi surface of UGe2"Journal of Physics : Condensed Matter. 15・28. S2271-S2274 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshichika Onuki: "High-quality single crystal growth and the Fermi surface property of uranium and cerium compounds"Journal of Physics : Condensed Matter. 15・28. S1903-S1909 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2020-05-15  

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