6d電子に着目したアクチノイド化合物の超伝導とフェルミ面

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14643
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 仲村 愛 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30756771)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: トリウム化合物 / 純良単結晶 / フェルミ面

研究成果の概要

本研究では様々な単結晶を育成し、詳細な物性を明らかにすることを試みた。50年以上前に重い電子系物質として報告されたCeAl3と同じ結晶構造をもつThAl3をAl自己フラックス法で単結晶育成に成功し、電気抵抗、比熱およびドハース・ファンアルフェン効果の実験を行なった。さらに、共同研究者の協力を得てエネルギーバンド計算との比較も行い、フェルミ面の詳細な形状を明らかにすることに成功した。また、これらの結果からは、ThCu2Si2と同様に、Thの6d電子が主な伝導を担っているが、5f電子の部分状態密度もフェルミ面に寄与していることが示唆された。

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、国内外で興味が持たれて行われている研究は超伝導をはじめ、トポロジカル物質、巨大磁気抵抗、マルチフェロイック物質、スピントロニクスなどである。これらは応用面でも非常に関心がもたれているため世界中でさかんに研究および議論が行われている。これらの物質に共通することは大きなスピン軌道相互作用である。本研究で6d電子のスピン軌道相互作用が物性に及ぼす影響を明らかにすることができれば、例えば現在注目されている5d電子を持つイリジウム化合物の特異な物性の起源も明らかになる可能性が高い。さらに、本研究で得られる成果の波及効果は、他のアクチノイド化合物をはじめ、d電子系、4f電子系など多方面ににわたる。