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2023 年度 実績報告書

高圧力下熱伝導率・比熱測定によるユウロピウム系化合物の圧力誘起価数転移の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03837
研究機関島根大学

研究代表者

西郡 至誠  島根大学, 学術研究院理工学系, 准教授 (50273917)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード価数ゆらぎ / 圧力効果 / 比熱 / 熱伝導率 / 希土類化合物
研究実績の概要

本研究では我々が独自開発した圧力下熱伝導率・比熱測定手法である3次元熱緩和法を発展させ1次相転移の観測を可能とすること、およびEu122系化合物(典型物質であるEuRh2Si2とその関連物質)における価数の不安定性について熱特性の観点から調べることが目的である。昨年度はEuRh2Si2の測定を完了し、加圧とともに反強磁性転移、価数転移、価数転移が消失する臨界圧力(約1.6GPa)を経て価数揺動状態へと変化する電子状態について網羅する形で熱伝導率、比熱の絶対値測定を完了できた。測定手法は緩和法を基にしているが温調法の工夫により温度ヒステリシスがある価数転移(1次転移)に対しても昇温降温両過程で比熱の発散を観測出来た。価数転移による比熱のピークおよび熱伝導率の不連続な飛びの様子は圧力によって大きく変化し、同じ価数転移でも様子が異なることが判明した。さらに1次転移で発生する急峻な吸熱(または加熱)ピークをシミュレーションを活用した手法で正しく解析することにより潜熱および磁気エントロピーSmを見積もった。結果としてEuRh2Si2の価数転移および価数揺動に関わるSmは室温でRln9に相当し、Euにおける価数の不安定性が4f電子のEu2価の8準位とEu3価の1準位のすべてを反映した9準位に関わるものであることが明らかとなった。前年までに測定済みのEuPd2Si2は常圧ですでに価数揺動領域にある物質であるが、比熱からは加圧とともに価数のゆらぎが広い温度範囲で緩やかに起こるように変化していく様子が明らかとなった。400KにおけるSmは常圧でRln9であったが、加圧とともにこの値から急減することが分かった。以上の研究により、Eu122系の多彩な電子様態について熱特性による評価が出来、現象に関わる4f電子状態について有力な情報を得た。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Pressure Effect on Thermal Properties in Valence Fluctuating Material EuPd2Si22023

    • 著者名/発表者名
      Shijo. Nishigori
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 38 ページ: 011096(5page)

    • DOI

      10.7566/JPSCP.38.011096

    • 査読あり
  • [学会発表] 圧力下熱伝導率・比熱測定によるEuPd2Si2の価数揺動状態の研究2023

    • 著者名/発表者名
      土井一輝, 金崎健晋, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会 第78回年次大会
  • [学会発表] 3次元熱緩和法圧力下比熱測定における1次相転移の観測手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      金崎健晋, 土井一輝, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会 第78回年次大会

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公開日: 2024-12-25  

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