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

1999 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, 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 / 価数揺動系

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)状態を示す物質が数多くある。これらの状態はf電子と伝導電子の混成に由来している。希土類原子間距離^dR-RとIVやHF状態の出現には強い相関があり、^dR-R≦4Åの領域でIVやHF状態が観測されている。現在我々は^dR-R≒4Åを挟むYb化合物YbZn_<11>(^dRE-RE=5.6Å)、YbIn_2(4.8Å)、YbSn_3(4.6Å)、YbAl_3(4.2Å)、YbBi_2(4.0Å)及びその参照系LuAl3並びにUGa_2(4.0Å)の電子構造をdHvA効果を用いて測定し、s-f混成が電子構造へ及ぼす効果について注目している。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(m^*)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m^*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等は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。m^*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。m^*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では最大で2000Tの周波数が観測された。m^*は3m_0と大きく、また振動振幅に著しい磁場依存性があり、5f電子の混成の効果を顕著に見ることができた。YbAl_3はRRR=100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。現在、極低温下での測定を進めている。この物質の参照系であるLuAl_3は10^4Tの球状のフェルミ面を持ち、m^*は0.8m_0であった。バンド構造はYbSn_3に類似することが期待され興味深いものであった。

研究成果

• [文献書誌] S.Ohara,I.Sakamoto: "De Haas van-Alphen effect and magnetoresistance in YbBi2"Physica B (to be published). (2000)
• [文献書誌] I.Sakamoto,S.Ohara: "De Haas-van Alphen effect in ytterbium and uranium compounds"J.Alloys and Compoum.. 275. 505-509 (1999)
• [文献書誌] Y.Ando,I.Sakamoto: "Resistivity anf structural defect of reactively sputtered TiN and HfN films"Thin Solid Films. 339. 246-249 (1999)
• [文献書誌] I.Sakamoto,S.Ohara: "De Haas-van Alphen effect and magnetoresistance in YbSn3"Physica B. 230-232. 286-289 (1997)
• [文献書誌] S.Ohara,I.Sakamoto: "Magnetic properties and de Haas-van Alphen effect of GdGa2"Physica B. 223-224. 379-381 (1996)
• [文献書誌] I.Sakamoto: "De Haas-van Alphen effect in YbSn3"Czech.J.Phys.. 46. 2041-2042 (1996)