CeMX_5系の物質探索とドハースファンアルフェン効果の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13740218
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 稲田 佳彦 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80273572)
• キーワード: CeMX_5 / 重い電子系 / 超伝導 / 強相関電子系 / ドバースファンアルフェン効果 / 量子臨界点 / 単結晶

研究概要

今年度は、本研究課題の2年目の最終年度である。CeMX_5系、UMX_5系化合物の新超伝導物質の発見には至らなかったが、多くの115系化合物の純良単結晶育成に成功し、系統的に電子状態を明らかにした。また、高圧下でのdHvA効果の研究から、量子相転移点近傍の電子状態の研究を行った。UCoGa_5の純良単結晶育成に成功し、dHvA効果を用いた電子状態の研究を行ない、UCoGa_5が少数キャリアの半金属であることを明らかにした。UCoGa_5とCeCoIn_5は価電子数が1つ異なり、バンド構造中でのフェルミエネルギーの位置が異なる。これが磁性や伝導特性の違いの原因であることを明らかにした。UCoGa_5は半金属でパウリ常磁性、CeCoIn_5は磁気揺らぎの強い系の超伝導であることは、115系の結晶構造で磁気揺らぎを媒介とする超伝導が発現するために総価電子数が重要になる。この観点から、CeCoIn_5と総価電子数が1だけ異なるCeRuIn_5の研究に興味が持たれるが、本研究期間中には残念ながら結晶の育成に成功できなかった。今後の課題である。
CeRhIn_5の高圧下でのdHvA効果から、f電子が局在的な常圧と比べて急激なフェルミ面の変化はないが有効質量が急激に増大することを明らかにした。超伝導の引力機構に関与すると思われる強い磁気揺らぎは、有効質量にのみ影響を与えることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] H.Shishido et al.: "Fermi Surface, Magnetic and Superconducting Properties of LaRhLn_5 and CeTIn_5 (T: Co, Rh and Ir)"Journal of the Physical Society of Japan. 71巻1号. 162-173 (2002)
• [文献書誌] H.Shishido et al.: "Evolution of pressure-induced heavy fermion state and superconductivity in CeRhIn_5 : A high-pressure Fermi surface study"Physical Review B. 66巻12号. 214510-1-214510-5 (2002)
• [文献書誌] Y.Onuki et al.: "5f-itinerant Antiferromagnetism and Fermi surface property in UGa3, UFeGa_5, UNiGa_5 and UPtGa_5"Journal of Nuclear Science and Technology. 3巻11号. 114-117 (2002)
• [文献書誌] S.Ikeda et al.: "Quasi-two Dimensional Electronic State of the Antiferromagnet UPtGa_5"Journal of the Physical Society of Japan. 72巻(印刷中). (2003)
• [文献書誌] S.Ikeda et al.: "Magnetic and Fermi Surface Properties of UTGa_5 (T : Fe, Co and Pt)"Physica B. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] S.Ikeda et al.: "Magnetic and Fermi Surface Properties of UCoGa_5 and URhGa_5"Journal of Nuclear Science and Technology. 3巻11号. 206-209 (2002)