| 研究概要 |
本研究は希土類元素が持つf電子の特異な性質に着目し, 圧力, 磁場, 低温(および高温)を同時に印加した, いわゆる複合極限環境を実現する事によって電子相関の大きさを制御し, 新奇物質及び物性の探索を行うことを目的とした. 得られた主な成果を以下に示す.
1) 反強磁性層状化合物CeTM_2(T : 遷移金属, M : Si, Ge)の電子物性は圧力によって制御され量子臨界点や巨大磁気抵抗の存在を明らかにした. またT=Pt, M=Siにおいては圧力誘起伝導相を発見した.
2) 反強磁性層状体心正方晶CeAu_2Si_2のT_N(反強磁性転移温度)の圧力変化量は小さく, その磁性の機構解明が困難であった. 詳細な輸送現象, 熱物性の測定結果を解析することによって1GPa程度の圧力までT_Nは上昇し, それ以上で減少する事を明らかにした, この反強磁性の圧力効果は, 磁気秩序にともなった異方的な線熱膨張に起因することを示した.
3) 立方晶CeIn_3の高圧相の探索を行った. 常圧下で合成されたCeIn_3(γ-CeIn_3)では, Ceは+3価の状態でInに固溶するが, 高圧下では+4価の状態で固溶する可能性があり, 高圧下(3GPa)での溶融によってCeIn_3の高圧相(α-CeIn_3)を作成した. 作成したα-CeIn_3はT_Nが消失するなど, その物性がγ-CeIn_3とは異なる事が明らかにした.
4) 巨大磁気抵抗効果を利用した技術は、現代の高密度磁気ストレージを支える基盤技術である. ナノレイヤー構造を持つFe/Tb人工格子に注目した. Fe/Tbの電気抵抗は磁場によって単調に減少し, 9Tでも飽和せず, また高圧下でもその傾向は同じであった. また, 常圧で9.5%だった磁気抵抗効果の大きさは圧力によってわずかに減少し, 3 GPaで10%ほど減少しFe/Cr人工格子のような磁気抵抗の圧力による増加はなかった.
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