| 研究課題/領域番号 |
18K18743
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
辻井 直人 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (90354365)
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| 研究分担者 |
山岡 人志 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 特別嘱託研究員 (30239850)
櫻井 裕也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, グループリーダー (60421400)
大村 彩子 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60425569)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | Yb化合物 / 重い電子 / 価数揺動 / 圧力 / 重い電子系 / X線分光 / 高圧合成 |
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| 研究成果の概要 |
重い電子Yb化合物においては、圧力によってイオン半径の小さな３価状態が安定化される。しかし我々はYbCu5などの重い電子系物質において、圧力で逆にYb価数が減少し、リエントラント価数揺動を示すという極めて異常な現象を発見した。これは従来のc-f混成に基づく理解では説明困難であり、より詳細な研究が必要である。関連化合物YbInCu4系の圧力による物性と電子状態の変化を調べた結果、これらの物質においても圧力による価数の異常な減少が新たに見出された。さらに圧力による結晶構造の変化にも異常が見られることがわかり、Ybの4f電子とCuの3d電子の特異な混成が重要な役割を果たしていることが示唆される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の常識であった圧力による価数増加とは全く逆の現象を見出したことで、希土類を含む化合物について未知の新しい物理が存在することが示唆された。従来のc-f混成は局在4f電子と自由電子の混成を仮定するものであったが、より詳細なモデルが必要であることがわかる。今後も希土類の電子状態について新しい知見が得られ、様々な波及効果が期待される。一例として、本研究中でもYbの価数揺動によって大きな熱電能を示す物質Yb3Si5が見出された。これは熱電変換材料の開発に有益な指針を与える。また、磁場によって相転移を起こすYbCo2という物質も見出された。これは磁気冷凍材料などへの応用が期待される。
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