近藤空孔による不均一電子状態の微視的研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05522
• 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: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 酒井 宏典 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (80370401)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 核磁気共鳴 / 核四重極共鳴 / 近藤空孔

研究成果の概要

強相関f電子系化合物CeCoIn5における配位子サイトを非磁性元素で置換した系について、核磁気共鳴(NMR)法、核四重極共鳴(NQR)法を用いて微視的に調べた。強相関f電子超伝導体CeCoIn5に、ホールドープに相当するInサイトのZn置換を行うと伝導電子とf電子との混成が切断された局所電子状態が作られ、不均一な電子状態を形成する一方、電子ドープに相当するCoサイトのNi置換を行うと一様な電子状態ができることを明らかにした。

自由記述の分野

無機固体物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、従来研究が磁性原子サイト置換に着目していたのと異なり、 配位子置換が容易に近藤空孔を作ることができること、近藤空孔による不均一電子状態が広く見られることなどを明らかにした。こうした不均一電子状態は、遍歴スピン系や量子スピン系などの強相関d電子系における不純物効果を理解する上でも重要と考えられる。 特に、Yb系で広く観測される2価Yb2+と3価Yb3+の価数揺動状態は、電子正孔対称性から近藤空孔状態との共鳴混成状態と見ることができるため、近年研究が盛んになったYb元素を基に構成された重い電子系の非フェルミ液体的挙動の微視的機構の解明にも寄与するものと考えられる。