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2009 年度 実績報告書

充填スクッテルダイト化合物単結晶の充填率制御による新奇特性の探索と評価

研究課題

研究課題/領域番号 20340094
研究機関首都大学東京

研究代表者

佐藤 英行  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (80106608)

研究分担者 青木 勇二  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (20231772)
キーワード充填スクッテルダイト / 強相関電子系 / 高圧合成 / ラトリング / 重い電子 / 結晶場 / 希土類化合物
研究概要

● Sb系重点物質(ROs_4Sb_12:R=Ce、Pr、Sm)では、Rサイトの充填が不十分なため、重要な問題が未解決で残されている。今回、重い電子超伝導体PrOs_4Sb_12について、高圧下フラックス法で育成した単結晶を用いて、"超伝導特性の試料依存"を系統的に調べ、結晶場分裂(△CEF)と超伝導転移温度・電子有効質量の明白な相関を見出した。これは、この物質の重い電子超伝導の機構に△CEFが重要な役割を果たしている証拠である。また、Ceの不完全な充填率による可能性が指摘されていた"CeOs_4Sb_12単結晶が低温で示す不思議な秩序相の試料依存性"について、高充填率が期待できる高圧下フラックス法により単結晶を育成して磁気特性、電気抵抗の測定を行い、常圧育成試料との顕著な違いを確認した。より広範な物理量で詳細な測定を行うことにより、原因の解明を行っている。
● 遅れているAs系単結晶育成・物性評価の視点からは、SmFe_4As_12、GdFe_4As_12、の純良単結晶の育成に成功した。前者は、多結晶試料用いて、二つのグループにより、矛盾する磁気的基底状態が報告された物質である。今回、育成された単結晶を用いた測定により、異方性を考慮することにより矛盾が解消されることを明らかにした。一方、LaFe_4As_12については、大きな残留抵抗比から高い充填率が保証された単結晶で、電気抵抗の圧力依存性を測定したところ、圧力とともにCurie温度(Tc)は減少し、抵抗のT^2依存の係数が増大する。更に、圧力が2GPaでは強磁性転移を反映する、電気抵抗の温度依存性における曲がりは、0.4K以下となり、低温での抵抗温度依存性の幕は7^<5/3>となることを見出した。これらの事実は、量子臨界点が2GPa近傍にあることを示している。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Crystal Field Effect on Superconducting Transition in Pr_xOs_4Sb_<12>2009

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys. Soc. Jpn. 78

      ページ: 063701(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport properties of the itinerant-electron weak ferromagnet LaFe_4As_<12>2009

    • 著者名/発表者名
      S.Tatsuoka, H.Sato, et al.
    • 雑誌名

      Physica B : Condensed Matter 404

      ページ: 2912-2915

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel features in filled skutterudites containing rare-earth elements with a plural number of 4f-electrons2009

    • 著者名/発表者名
      H.Sato, et al.
    • 雑誌名

      Physica B 404

      ページ: 749-753

    • 査読あり
  • [学会発表] Current understanding of the heavy fermion superconductivity in PrOs_4Sb_<12>2009

    • 著者名/発表者名
      H.Sato
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan.
    • 年月日
      20090907-20090912
  • [図書] Magnetic Properties of Filled Skutterudite" in Handbook of Magnetic Materials2009

    • 著者名/発表者名
      H.Sato、H.Sugawara、Y.Aoki、H.Harima
    • 総ページ数
      110
    • 出版者
      Elsevier, North-Holland

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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