低温・高圧力下の新しい電気・光物性測定装置の開発と強相関電子系物質の量子相転移

• 研究課題/領域番号: 15684007
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 加賀山 朋子 大阪大学, 極限科学研究センター, 助教授 (40274675)
• 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: 29,380千円 (直接経費: 22,600千円、間接経費: 6,780千円); 2005年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2004年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2003年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
• キーワード: 高圧 / 複合極限 / 強相関電子系 / 量子相転移 / 希土類化合物 / 電気抵抗 / 光学測定 / 構造解析

研究概要

希土類化合物の物性を支配している相互作用はKondo効果、RKKY相互作用や結晶場などがあげられ、これらの相互作用の微妙なバランスの上にさまざまな興味ある物性を示すが、これらの個々の相互作用の強さを変え、結果としてこのバランスを変えることに相当する効果を与えるものとしては圧力や磁場が大きな役割を果たすことが知られている。量子相転移の研究において現段階で先行している、直接的に超伝導を観測する手段としての電気抵抗や帯磁率の測定だけでなく、高圧下での熱膨張測定や光学測定へと範囲を拡げていくために実験手法の開発にもとりくんだ。
ヘリウム循環型の冷凍機を拡張して用途・圧力範囲に応じて高圧装置を組み込み、簡便に1K以下までの低温で高圧下の電気伝導、熱膨張、光物性の測定ができる装置を立ち上げた。測定手段が拡がったのみならず、導入したラマン分光装置により超高庄領域で圧力決定が可能になったため圧力範囲も拡張された。
種々の物性の圧力効果は原子間距離の変化を通して電子構造に変化が起こるためであり、高圧力下の電気、磁気、光、熱的特性を議論するには同条件下での構造に関する情報が必要不可欠であり、高圧力下での結晶構造解析はたいへん重要である。いくつかの強相関電子系物質について放射光施設での高圧下X線回折実験の結果と合わせて諸物性の圧力依存性を議論した。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure effect for metal-insulator transition in filled skutterudite SmRu_4P_<12> (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Miyake et al.
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 408-412 ページ: 238-238
• [雑誌論文] Structural Analysis of Filled Skutterudite PrRu_4P_<12> at High-Pressure and Low-Temperature (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Miyake et al.
  • 雑誌名: Physica B (to be published)
• [雑誌論文] The phase transition of CuCrZrS_4 at high pressure (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakamoto et al.
  • 雑誌名: Physica B 359-361 ページ: 1213-1215
• [雑誌論文] The phase transition of PbHPO_4 (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakamoto et al.
  • 雑誌名: Physica B 359-361 ページ: 1303-1305
• [雑誌論文] Pressure effect for metal-insulator transition in filled skutterudite PrRu_4P_<12> (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Miyake et al.
  • 雑誌名: Physica B 359-361 ページ: 853-855
• [雑誌論文] Pressure-induced collapse of ferromagnetism in PrSb_2 (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Kagayama et al.
  • 雑誌名: Physica B (in press)
• [雑誌論文] The spontaneous volume magnetostriction of Cr metal under high pressure (2004)
  • 著者名/発表者名: Gendo Oomi et al.
  • 雑誌名: J.Magn.Magn.Matt. 272-76 ページ: 2074-2075
• [雑誌論文] Effect of pressure on Martensitic transition and Curie temperatures of Fe_<72>(Ni_xPt_<1-x>)_<28> alloys (2004)
  • 著者名/発表者名: Shiori Kaji et al.
  • 雑誌名: J.Magn.Magn.Matt. 272-76 ページ: 792-793
• [雑誌論文] Magnetic properties of Co-Cu metastable solid solution alloys (2004)
  • 著者名/発表者名: X.Fan et al.
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 69
• [雑誌論文] High pressure studies of anomalous electronic states of Y_<1-x>U_xPd_3 (2004)
  • 著者名/発表者名: Gendo Oomi et al.
  • 雑誌名: J.Phys. -Condensed Matter 16 ページ: 3385-3400
• [雑誌論文] Effect of pressure on intermediate valence states in cerium Kondo compounds (2004)
  • 著者名/発表者名: Gendo Oomi et al.
  • 雑誌名: J.Rare Earths 22 ページ: 7-12
• [文献書誌] S.Kaji et al.: "Effect of pressure on Martensitic transition and Curie temperatures of Fe_<72>(Ni_xPt_<1-x>)_<28> alloys"J.Magn.& Magn.Mater.. (in press). (2004)
• [文献書誌] G.Oomi et al.: "The spontaneous volume magnetostriction of Cr metal under high pressure"J.Magn.& Magn.Mater.. (in press). (2004)