ウラン及びイッテリビウム化合物のドハース・ファンアルフェン効果

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09640430
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 坂本 功 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (80094267)
• 研究分担者: 大原 繁男 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (60262953)
• キーワード: ドハース・ファンアルフェン効果 / フェルミ面 / 電子構造 / イッテリビウム化合物 / ウラン化合物 / f電子 / 重い電子系 / 強相関電子系

研究概要

YbやU化合物には、価数揺動(IV)状態や重い電子(HF)状態になるものが数多くある。これらの状態の出現はf電子と伝導電子が混成することに由来する。希土類原子間距離d_<RE-RE>とIVやHF状態の出現には強い相関があり、d_<RE-RE>≦4Åの領域でIVやHF状態が観測される。現在我々はd_<RE-RE>≒4Åを挟むYb化合物YbZn_<11>(d_<RE-RE>=5.6Å)、YbSn_3(4.6Å)、YbAl_3(4.2Å)、4YbBi_2(4.0Å)の及びUGa_2(4.0Å)の電子構造をdHvA効果を用いて測定している。特にsf混成が電子構造へ及ぼす効果について注目をしている。また格子間距離を縮めることによって生じる混成効果を見るために、高圧下でのdHvA効果の測定も進めている。
YbSn_3ではサイクロトロン質量は0.44m_0が最大であり、s-f混成効果は顕著でない。しかし高圧下におけるサイクロトロン質量は9kbarの圧力下で20%程度も減少すること、また質量増強因子の圧力依存度が通常金属に比べて一桁程度大きくなることは、f電子系物質の特質と見ることもできる。YbZn_<11>では10000Tに及ぶdHvA周波数が観測された。サイクロトロン質量は0.8m_0程度と大きいが、s-f混成はYbSn_3と同様に顕著ではない。YbBi_2は2次元的に結晶が成長するため、dHvA効果の測定には困難を極めたが、観測に成功し、40Tから4000Tにおよぶ周波数を得ることができた。サイクロトロン質量は3000Tの軌道で1.4m_0とYbSn_3に比べて4〜5倍重いものであった。uGa_2では2000T以下の振動のみが観測されているが、サイクロトロン質量は3m_0に達している。振動振幅に著しい磁場依存性があり、これには5f電子の混成が関与していることが判明した。YbAl_3はRRR100に達する良質結晶が得られているが、dHVA効果を測定することに成功していない。今後更に良質結晶を得る努力を重ねる。

研究成果

• [文献書誌] I.Sakamoto,S.Ohara: "De Haas-van Alphen effect in ytterbium and uranium compounds" J.Alloys and Compounds. 275. 505-509 (1998)
• [文献書誌] Y.Ando,I.Sakamoto: "Resistivity and structural defect of reactively sputtered TiN and HfN films" Thin Solid Films. 339(to be published). (1999)
• [文献書誌] I.Sakamoto,S.Ohara: "De Haas-van Alphen effect and magnetoresistance in YbSn_3" Physica B. 230-232. 286-289 (1997)
• [文献書誌] S.Ohara,I.Sakamoto: "Magnetic properties and de Haas-van Alphen effect of GdGa_2" Physica B. 223-224. 379-381 (1996)
• [文献書誌] I.Sakamoto: "De Haas-van Alphen effect in YbSn_3" Czech.J.Phys. 46. 2041-2042 (1996)
• [文献書誌] I.Sakamoto: "Magnetic and X-Ray diffraction studies on Dextran-iron Oxide Magnetic fluid" J.Phys.IV Fran.7. 561-562 (1999)