| 研究分担者 |
宇田川 眞行 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (70144889)
小口 多美夫 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (90253054)
伊藤 昌和 鹿児島大学, 理学部, 准教授 (40294524)
中村 文彦 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (40231477)
石松 直樹 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (70343291)
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| 研究概要 |
本研究により,カルコゲナイドスピネルCuRh_2S_4の超伝導体絶縁体転移機構は,主に2つの起源からなることが分かった。室温においても圧力印可によって伝導が金属的から半導体的た変わるのは金属Ybに見られるバンド縮退の破れによるものであり,さらに低温におけるT*ではCuIr_2S_4でみられる電荷秩序である。低温においては両機構の発現によりキャリアが失われ,超伝導体から絶縁体に転移する。当該転移機構の応用により,新規のSQUID等,全く新規のアクティブデバイスが開発できる。現在,当該新機能を用いた特許を考案中である。
物質開発については,CuCrZrS_4,CuCr_2Te_4,CeMg_2(Cu_<1-x>Ni_x)_9等の作製に成功した。CuCrZrS_4は58Kで強磁性へ転移するが驚くべき事に比熱に異常が出ない。転移がスピンの逐次グラス凍結によるもとすると説明できる。CuCr_2Te_4は構造を決定するとともにT_c=324Kにキュリー温度をもつ強磁性体であることが初めて分かった。380から650Kにおよぶキュリー・ワイス則から,有効磁気モーメントμ_<eff>=4.14μ_B/Cr-ion,ワイス定数θ=+357Kをえた。更に低温磁化は,ブロッホのT^<3/2>よびT^<5/2>則を示し,スピンは励起があることも判明した。CeMg2(Cu_<1-x>Ni_x)_9に関し,x=0では2.5Kにx=0.02では1.7Kに大きな比熱異常を観測し,その起源は反強磁性転移であることが分かった。ショットキー型異常の起源は4f電子の結晶場効果であり理論解析の結果,x=0では第1励起状態が60K,第2励起状態が130Kに存在することが判明した。一方,x=0.02ではそれぞれ,78Kと143Kという結果を得た。結晶場分裂幅のx依存性は,銅イオンをニッケルイオンで置換することによって生じる化学圧力による試料圧縮効果によるものと推察できる。
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