新規カゴ状希土類ホウ化物の超高圧合成と極限条件物性

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05431
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 伊賀 文俊 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (60192473)
• 研究協力者: 清水 克哉 ; 加賀山 朋子 ; 佐藤 仁 ; 佐藤 桂輔
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 高圧力 / 希土類ホウ化物 / 新機能性物質開発 / 強相関電子系 / 磁性 / X線構造解析

研究成果の概要

本研究では多彩な強相関電子系の舞台となって来た希土類(R)六ホウ化物RB6および十二ホウ化物RB12で,未作成の化合物を,超高圧合成の手法により創り出し,その物性を明らかにすることを目指した。注目したのは, 近藤格子でかつ重い電子系, 価数揺動,多極子秩序,近藤半導体,超伝導,トポロジカル物性等も期待されるCeB12やPrB12,TmB6であり,置換合金の作製を進めることができた。また常圧下で作成されているトポロジカル近藤半導体であるYbB12に,２価のCaイオン置換のCa合金化も高圧合成により初めて成功した。近藤半導体のエネルギーギャップが２価置換によってほとんど変化しないことが分かった。

自由記述の分野

磁性、強相関物性、物質開発

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで作ることが難しいと考えられていた希土類ホウ化物の空白領域作製に,高圧合成手法を用いて挑戦し,SmB12,GdB12合成成功など,一定の成果を上げることができた。YB12を母合金としてCe,Pr置換も２０％近くまで,２３万気圧という超高圧を使用して実現させた。また高圧力を使えば,表面が金属で中は絶縁体というトポロジカル近藤絶縁体のような興味深い機能性物質の開発を推進できることが示せた。