研究実績の概要 |
ミュオンを用いて希薄状態の水素の電子状態を調べる手法の開発を推進した。本手法は、高横磁場下でのナイトシフト測定によって得られるミュオン (Mu) の歳差周波数を精度よく測定し、擬似水素としてのミュオンの荷電状態を区別するものであり、第一原理計算との組み合わせによって、実験的に区別をつけにくいミュオンの荷電状態 (Mu+, Mu-)を決定し、実用材料中における水素の電子状態に関する知見を得ることを目指している。今年度は、コロナ禍の影響もあり、海外でのみ行える高横磁場下でのミュオン実験が行えなかったので、関連データとして予め取得していたエレクトライドと呼ばれる物質でのデータ解析と、論文執筆を行った。 エレクトライドとは、電子がアニオンとして振る舞う物質のことであり、仕事関数が低いことやアンモニア合成などに対して高い触媒活性を示すことなどから注目を集めている。アニオンとして振る舞う電子が存在することから、水素との調和性も高く、水素の電子状態に関しても興味を持たれている。 今回の対象物質であるLaScSiやY5Si3はかつて水素吸蔵合金として知られていたが、結晶構造中に電子が局在するエレクトライドであることが最近の研究によって明らかになり、注目を集めている。LaScSiHx (x=0, 1, 1,5)とY5Si3でミュオンによるナイトシフト測定を行った結果、LaScSiとY5Si3のエレクトライド組成では化学シフトでは説明できない巨大な負のシフトを観測した一方で、LaScSiHとLaScSiH1.5では水素量の増大によってシフトの絶対値が減少していることを明らかになった。高磁場下でエレクトライド電子が示すVan Vleck常磁性が負のシフトの起源であることを推察し、その結果を論文としてまとめ、Phys. Rev. B誌に投稿中である。
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