Th_2Zn_<17>及びBaAl_4型Ce、U三元素化合物の重い電子基底状態

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07454244
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 紺谷 雅昭 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90022623)
• 研究分担者: 西岡 孝 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10218117)
• キーワード: 重い電子系 / 反強磁性 / Th_2Zn_<17>Ce_2Cu_xAl_<17-x> / BaAl_4型CeCuAL_3 / NMR / 低温比熱 / 高圧 / 高磁場

研究概要

Th_2Zn_<17>型Ce,U3元系に関しては、Ce_2Cu_xAl_<17-x>(6.75≦x≦8.25)はTh_2Zn_<17>型構造で、低温・高磁場下の比熱、帯確率、抵抗測定よりこの系の近藤温度Tkはxの増加と共に減少し、いづれも0.4Kまで磁気秩序を示さず電子比熱係数γ(=C/T)が1.5J/K^2mol-Ceを越える極めて重い電子系である事等を明らかにした。Ce系からY系の結果を差し引きf電子からの寄与とした。又U系で重い電子探索を行い、U_2Cu_xAl_<17-x>(8≦x≦11),U_2Cu_xGa_<17-x>(8≦x≦12)はTh_2Zn_<17>型で単結晶育成にも成功し、0.2K,5.2Tまでの磁場中比熱測定よりいづれもC/Tは〜1J/K^2mol-Uと極めて大きく、Ce系と異なり0.2Kまで-logT的に増加して磁場で殆ど減少しない事を明らかにした。この非フェルミ流体的振舞に加えて0.5-2Kでスピングラス的な短距離秩序を示した。
BaAl_4型Ce3元系に関しては、CeCuAl_3単結晶のマクロ測定に加えて磁場中配向試料を用いて0.5-300KでAl,CuのNMR測定を行い、CeCuAl_3はT_N=2.5Kの重い電子系反強磁性体である事、Kvs χ plotより各siteのH_<hf>を得、1/T_1よりf電子状態等について微視的情報を得た。NMRよりBaNiSn_3型構造の可能性が示唆された。我々は又BaAl_4型CeCuGa_3単結晶を育成して上記の測定を行い、CeCuGa_3はT_N=4Kの反強磁性体であり、第一結晶場分裂Δ_1は数10KとCeCuAl_3の10Kと比べてかなり大きい事を明らかにした。
CeCuAl_3はT_KとRKKY相互作用T_<RKKY>(Δ_1も)が競合を示す興味深い系である。この競合に対する圧力効果を調べる為高圧下NMR、磁化測定装置を開発した。0-15kbarでNMR測定を行い、圧力効果が極めて大きく圧力の増加と共にT_Kが増加してT_Nが減少し、≧10kbarで反強磁性が消失する事を微視的に明らかにした。CeCu_x(Al,Cu)_<4-x>系の研究発展中である。

研究成果

• [文献書誌] H.Ido,T.Nishioka,M.Kontani: "Heavy fermion behavior in Th_2Zn_<17> type Ce_2Cu_xAl_<17-x> system" Czech.J.Phys.46・S4. 2071-2072 (1996)
• [文献書誌] H.Ido,T.Nishioka,M.Kontani: "Magnetic,transport and thermal properties of CeCu_xAl_<17-x>" J.Phys.Soc.Jpn.66・5(in press). (1997)
• [文献書誌] H.Ido,T.Nishioka,N.Kontani: "Magnetic properties of Th_2Zn_<17>-type(Ce,Y)_2Cu_xAl_<17-x>" Physica B. (in press). (1997)
• [文献書誌] M.Kontani,N.Sugihara,K.Murase,N.Mori: "High pressure NMR of heavy fermion antiferromagnets CeAl_2 and CeCuAl_3" Czech.J.Phys.46・S4. 2067-2068 (1996)
• [文献書誌] S.Aoyama,H.Ido,T.Nishioka,M.Kontani: "NMR studies on heavy fermion CeCuAl_3 and CeCuGa_3" Czech.J.Phys.46・S4. 2069-2070 (1996)
• [文献書誌] M.Kontani,T.Nishioka,H.Makino,K.Hayashi: "NMR and NQR studies on U Cu_<4+x>Al_<8-x>(O【less than or equal】x【less than or equal】2) " Physica B.(in press). (1997)