新しい重い電子系ーアモルファスセリウム合金ーの構造と物性

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03452029
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 隅山 兼治 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70101243)
• 研究分担者: 櫻井 雅樹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80235225) ; 柴田 薫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60183836) ; 神山 智明 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90005926) ; 鈴木 謙爾 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005861)
• キーワード: 重い電子系 / セリウムー銅合金 / セリウムーシリコン合金 / セリウムールテニウム合金 / 低温比熱 / 磁化率 / 電気低抗 / アモルファス

研究概要

アモルファス(a-)Ce-Ru合金においても、電子比熱係数γは大きく、重い電子系の特徴がみられる。磁化率χは、Ce低濃度では小さく、パウリ常磁性的であるが、Ce濃度の増加にともないキュリー・ワイス(C-W)則に従う常磁性の特徴が著しくなる。電気低抗ρはランダム構造に起因して大きい。いずれの合金のρも高温域では、対数的に温度変化し、不純物近藤(IK)効果が生じている。Ce高濃度合金のρは、低温では温度低下にともない減少するが、この温度域で比熱やχに異常は観測されない。4.2Kでの磁気低抗が正であることを考慮すると、整合近藤(CK)状態が実現されていると推察される。一方、Ce低濃度合金のρは約2.5Kで急激に減少し0になる。この温度域でλタイプの比熱の異常や磁化率に常磁性ー反磁性転移が観測され、低温で超伝導状態が実現されている。このように、a-Ce-Ru合金においては、f電子と伝導電子の混成、電子相関が極めて強く、原子配列がランダムであるにも拘らず、様々な整合状態が低温で実現される。
X線光電子分光の価電子・内殻電子スペクトルともに、Ce-Cu、Ce-Si、Ce-Ruの順にf電子と伝導電子の混成が著しくなることを示す。この結果は、同順にIK状態からCK状態へ遷移する傾向があることと対応する。
気相急冷法、液体急冷法で作製したa-Ce-Ni合金は、X線回折、示差走査熱量測定では、a-相と判断される。しかし、気相急冷合金のγが著しく増強されるのに対して、液体急冷合金のγは金属間化合物と類似して余り大きくない。両合金のχの温度変化は、C-W則に従う。両合金のρはランダム構造に起因して大きい。低温域での温度低下にともない、気相急冷合金のρは対数的に増加するが、液体急冷合金のρは金属間化合物と同様減少する。このように作製方法によりランダム度が異なる。

研究成果

• [文献書誌] K.Suzuki: "Heavy-Fermion Behavior in Amorphous and Crystallized Cecu_6 Alloys Produced by Sputter Deposition" J.Magn.& Magn.Mat.108. 161-162 (1992)
• [文献書誌] K.Sumiyama: "Incoherent Kondo Behaviors in Amorphous CexCu_<1-X> Alloys Produced by Vapor Quenching" J.Phys.Soc.Jpn.61. 2359-2367 (1992)
• [文献書誌] K.Sumiyama: "Compnrative Study of Heavy Fermion Behavior in Amorphous CeCu_6 and LaCu_6 Alloys" J.Alloys Compounds. (1992)
• [文献書誌] E.Ivanov: "Nonequilibrium f.c.c. Phase and Valence Fluctnation in Immiscible Yb-Ce Alloy Produced by Mechanical Alloying" J.Alloys.Compounds.
• [文献書誌] K.Sumiyama: "Electron Trausport Properties in Ce-Based Amorphins Heavy Fermion Systems" Physica B.
• [文献書誌] F.Wastin: "Influence of the Synthesis Mode on Electronic Properties of Ce-Ni Amorphous Alloys" Physica B.
• [文献書誌] Y.Homma: "Superconductivity of Amorphons Ce-82atoloRu Alloy" Physica B.
• [文献書誌] T.Hihara: "Heavy Fermion Chara Cteristics in Amorphous and Crystallized Ce_<66> Si_<34> Alloys" Physica B.
• [文献書誌] J.Sakurai: "Thermoelectric Power of Amorphous Ce-Cu Alloys" Physica B.
• [文献書誌] K.Suzuki: "A Heavy Fermion-Type Behavior of Ce-Based Amorphous Alloys" J.Non-Cryst. Solids.
• [文献書誌] K.Sumiyama: "Heavy Fermion Behaviors of Amorphous Ce_9 Cn_<91> Alloy in High Magnetic Field" Sci.Rep.RITU Ser.A.
• [文献書誌] Y.Homma: "Coherent Kondo State in Amorphous Ce-Ru Alloy" J.Phys.Soc.Jpn.