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2009 年度 実績報告書

希土類及びII族元素を内包したクラスレートの複合自由度を活かした熱電物性開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18204032
研究機関広島大学

研究代表者

高畠 敏郎  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (40171540)

キーワードクラスレート / 熱電変換 / 格子振動 / ラマン散乱 / 超音波物性 / 熱伝導 / 放射光光電子分光
研究概要

1. 希土類内包クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>がキュリー点T_c=36K以下のT^*=23Kで磁化と電気抵抗に異常を示すことを見出した。これはT_c直下での変調構造がT^*付近で一様な強磁性状態に変化することを示唆する。実際,中性子回折実験によって、特定の磁気散乱強度がT^*以下で急増することを確認した。一方、Eu_8Ga_<16>Ge_<30-y> Si_yではy=3.7においてT^*での異常は消失したので、変調構造は結晶構造の乱れに弱いことが判った。
2. Eu_8Ga_<16>Ge_<30>のTcとT^*の圧力変化を磁化率の測定から決定した。両者は2.1GPaまではほぼ同じ割合で上昇した。この結果はEu_8Ga_<16>Ge_<30-y> Si_yでは体積減少に伴いT_cが低下するのとは逆であるので、T_cを決めている主因はEu-Eu間の距離ではなく、伝導電子の密度や有効質量であると結論した。
3. I型Ba_8Ga_<16>Sn_<30>単結晶のラマン散乱によってBaの振動の対称性とエネルギーを調べた。Baはカゴ中心からずれた位置を特性エネルギー20Kで回転運動することを見出した。このエネルギーはガラス並みに低い熱伝導率を示すSr_8Ga_<16>Ge_<30>とEu_8Ga_<16>Ge_<30>よりも低い。
4. 超音波測定からゲスト原子が非中心運動するクラスレートに共通する低温ソフト化を発見した。このソフト化はゲスト原子の非中心振動に起因する格子不安定性または多重井戸間のトンネリングに起源をもつ。また,低温ソフト化に伴う体積弾性率のソフト化を発見した。
5. Ba_8Ga_<16>Sn_<30>の光電子分光実験の解析を進めた。キャリア制御により価電子帯はリジッドバンド的にシフトし,そのシフト量はI型で0.18eV, VIII型で0.29eVである。I型6dサイトを占めるBa原子の4d準位は2aサイトよりも0.76eV結合エネルギーが高く,理論値の0.81eVと一致する。

  • 研究成果

    (46件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (34件)

  • [雑誌論文] Superconductivity and structural phase transitions in caged compounds RT_2Zn_<20> (R=La, Pr, T=Ru, Ir)2010

    • 著者名/発表者名
      T.Onimaru
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 79

      ページ: 033704(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced quantum critical phenomena in YbNiGe_32010

    • 著者名/発表者名
      K.Umeo
    • 雑誌名

      Phys.Status Solidi B 247

      ページ: 751-753

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sudden disappearance of the first-order transition in β-pyrochlore KOs_2O_6 under low pressure2009

    • 著者名/発表者名
      K.Umeo
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

      ページ: 123602(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct verification of Ga-Ga bond avoidance in the type-I slat hrate Ba_8Ga_<16>Sn_<30> from its x-ray absorption fine structure2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kozina
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 212101(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site-specific valence fluctuations in Eu_3Pd_<20>Ge_6 studied via Mossbauer and x-ray absorption spectroscopies2009

    • 著者名/発表者名
      S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 235115(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Valence-selective XAFS spectroscopy using EuL_<Y4> emission2009

    • 著者名/発表者名
      H.Hayashi
    • 雑誌名

      J.Phys.: Conf.Ser. 190

      ページ: 012050(1-6)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron spin resonance of Eu^<2+> in type-I clathrate Eu_8Ga_<16>Ge_<30>2009

    • 著者名/発表者名
      L.M.Holanda
    • 雑誌名

      Physica B 404

      ページ: 3300-3303

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties of RPd_5Al_2(R=Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd)2009

    • 著者名/発表者名
      R.A.Ribeiro
    • 雑誌名

      Physica B 404

      ページ: 2946-2948

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of a hybridization gap in a cage-like compound CeFe_2Al_<10>2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Muro
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

      ページ: 083707(1-3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Off-center guest vibrations and their effect on lattice thermal conductivity in n^- and p-type β-Ba_8Ga_<16>Sn_<30>2009

    • 著者名/発表者名
      K.Suekuni
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials 38

      ページ: 1516-1520

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical conductivity of rattling phonons in type-I clathrate Ba_8Ga_<16>Ge_<30>2009

    • 著者名/発表者名
      T.Mori
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 79

      ページ: 212301(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] p-and n-type Ba_8Ga_<16>Ge_<30> studied by X-ray photoelectron spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      J.Tang
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 472

      ページ: 60-64

    • 査読あり
  • [学会発表] カゴ状物質RRu_2Zn_<20>(R=La, Pr) の結晶構造と相転移2010

    • 著者名/発表者名
      鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] カゴ状物質PrRu_2Zn_<20>の弾性特性2010

    • 著者名/発表者名
      石井勲
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] カゴ状近藤化合物CeOs_2Al_<10>の秩序状態における磁化と磁気抵抗2010

    • 著者名/発表者名
      室裕司
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] カゴ状化合物CeOs_2Al_<10>単結晶の光学スペクトル2010

    • 著者名/発表者名
      木村真一
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] 強磁性クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>のラットリングに起因した特異な磁性の圧力効果2010

    • 著者名/発表者名
      山根陽樹
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] Pr内包カゴ状化合物PrIr_2Zn_<20>の磁性と伝導2010

    • 著者名/発表者名
      松本圭介
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] YbAgGeの超音波を用いた弾性特性の研究2010

    • 著者名/発表者名
      柏崎礼子
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] I型クラスレート化合物Ba_8Ga_<16>Ge_<30>の off-center ラットリングとケージ振動2010

    • 著者名/発表者名
      高須雄一
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] クラスレート化合物Eu_8Ga_<16>Ge_<30>における超高速格子ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      山内崇弘
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] I型クラスレートBa_8Ga_<16>Sn_<30>のテラヘルツ時間領域分光2010

    • 著者名/発表者名
      森龍也
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] I型クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>のラジオ波帯電気伝導2010

    • 著者名/発表者名
      岩本慧
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] I型クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>のテラヘルツ時間領域分光2010

    • 著者名/発表者名
      櫛引駿介
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] クラスレート化合物Ba_8Ga_<16>Sn_<30>のNMRによる研究IV2010

    • 著者名/発表者名
      園田寛智
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大, 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 多段メタ磁性体CeIr_3Si_2における磁気構造の長時間変化II2009

    • 著者名/発表者名
      元屋清一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] 低対称擬縮退準位を有するPr_3Ni_2Pb_3の弾性特性2009

    • 著者名/発表者名
      柏崎礼子
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] I型クラスレートBa_8Ga_<16>Sn<30>(n-type, p-type)の弾性特性2009

    • 著者名/発表者名
      石井勲
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] PrOs_4Sb_<12>, SrOs_4Sb<12>のSb-NQRアイソトープ効果によるラットリング研究2009

    • 著者名/発表者名
      松村政博
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Ce_<1-x>Pb_xPt_2における超格子構造の形成と反強磁性相の消失2009

    • 著者名/発表者名
      松本圭介
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] 擬カゴメ格子系YbAgGeのAu置換による磁気フラストレーション緩和2009

    • 著者名/発表者名
      久保博一
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] 層状Yb三元化合物YbNiGe_3とYb_2NiGe_6の圧力下における量子臨界現象2009

    • 著者名/発表者名
      細木教生
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] カゴ状YbFe_2Al_<10>型新化合物CeOs_2Al_<10>単結晶の磁性と伝導2009

    • 著者名/発表者名
      室裕司
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] クラスレート化合物Eu_8Ga_<16>Ge_<30>におけるナノ秒格子ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      山内崇弘
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] クラスレート化合物Ba_8Ga_<16>Sn_<30>のNMRによる研究III2009

    • 著者名/発表者名
      園田寛智
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大, 熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] アルカリ金属内包クラスレートK_8Ga_8Sn_<38>単結晶の熱電物性2009

    • 著者名/発表者名
      田中智雄
    • 学会等名
      第6回日本熱電学会学術講演会(TSJ2009)
    • 発表場所
      東北大, 仙台市
    • 年月日
      2009-08-10
  • [学会発表] SiクラスレートSr8_A_<11>Si_<35>とSr_8Ga_<13>Si_<33>単結晶の熱電物性2009

    • 著者名/発表者名
      間野覚文
    • 学会等名
      第6回日本熱電学会学術講演会(TSJ2009)
    • 発表場所
      東北大, 仙台市
    • 年月日
      2009-08-10
  • [学会発表] Pressure-induced Quantum Critical Phenomena in YbNiGe_32009

    • 著者名/発表者名
      K.Umeo
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Criticality and Novel Phases 2009
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2009-08-05
  • [学会発表] Ferromagnetic Instability in a Doped Band-Gap Semiconductor FeGa_32009

    • 著者名/発表者名
      T.Takabatake
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Criticality and Novel Phases 2009
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2009-08-05
  • [学会発表] Semiconducting Behavior in CeT_2Al_10 (T=Fe and Ru)2009

    • 著者名/発表者名
      室裕司
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-28
  • [学会発表] Frustrated Antifferomagnet YbAgGe under Magnetic Fields and Pressure2009

    • 著者名/発表者名
      久保博一
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-28
  • [学会発表] Pressure-induced Transition from a Canted Antiferromagnetic State to a Ferromagnetic State in YbRhSb2009

    • 著者名/発表者名
      K.Umeo
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-28
  • [学会発表] Anisotropic Magnetoresistance and Collapse of the Energy Gap in Yb_<1-x>Lu_xB_<12> (0≦x≦0.25)2009

    • 著者名/発表者名
      F.Iga
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-28
  • [学会発表] Stabilization of Ferromagnetism in an Off-Center Rattling System Eu_8Ga_<16>Ge_<30> by Si Substitution2009

    • 著者名/発表者名
      鬼丸孝博
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-27
  • [学会発表] Sinusoidally Modulated Magnetic Structure of a Kondo Lattice Compound CePd_5Al_22009

    • 著者名/発表者名
      Y.F.Inoue
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-27
  • [学会発表] Thermoelectric Clathrates with Off-center Rattling Ions2009

    • 著者名/発表者名
      T.Takabatake
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-06-30

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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