| 研究課題/領域番号 |
20K03861
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
松岡 英一 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (20400228)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 非従来型異常ホール効果 / ホール抵抗 / 希土類化合物 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本年度は、Pr6Pd13Zn4, Sm6Pd13Zn4, Pr6Mg23Ge, Nd6Mg23Ge, Ce6Mg23Siの五化合物について、多結晶試料を用いたホール抵抗率の測定を行うことで、非従来型の異常ホール効果（AHE）の検証を行った。
Pr6Pd13Zn4は測定した最低温度である0.4 Kまで磁気転移を示さないため、AHEだけでなく従来型の異常ホール効果の寄与もホール抵抗率には見られなかった。一方、Sm6Pd13Zn4は26 Kと7.5 Kで強磁性的な相転移を示し、3.5 Kで反強磁性的な相転移を示すことが分かった。常磁性状態と反強磁性状態とでホール抵抗率の磁場依存性にほとんど差が見られず、いずれの状態でもホール抵抗率は磁場印可によって直線的に増加するのみであることから、AHEの寄与が見られないと言える。
Ce6Mg23Siは1.2 Kで反強磁性転移を示すことをこれまでに見出していた。今年度は新たに、Pr6Mg23GeとNd6Mg23Geが、それぞれ6.4 Kと12.5 Kで反強磁性転移を示すことを明らかにした。反強磁性状態でのPr6Mg23GeとCe6Mg23Siのホール抵抗率の磁場依存性は、それぞれ2.7 Tと2.6 Tで肩を示した。磁化の磁場依存性との比較から、肩の出現はAHEによるものではなく、反強磁性状態から常磁性状態への遷移に対応した磁化の変化、すなわち従来型の異常ホール効果で説明可能であることが分かった。一方、Nd6Mg23Geの反強磁性状態でのホール抵抗率は肩を示さず、磁場の増加に従ってなだらかに減少した。これは、Nd6Mg23GeではAHEの寄与が見られないことに加えて、反強磁性状態から常磁性状態への遷移磁場が最大測定磁場よりも大きく、従来型の異常ホール効果の変化も見られないためと言える。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
R6Pd13X4とR6Mg23Zにおいて、AHEを示す明確な証拠が得られた化合物は見い出されていないものの、これまでに八化合物についての基礎物性解明とホール抵抗率測定を完了しているため、系統的にAHEを検証して行くという目的はおおむね順調に進展している。
|
| 今後の研究の推進方策 |
R6Pd13X4とR6Mg23Zのいずれの場合も、Rが重希土類、すなわちGdよりも原子番号が大きな物になると、不純物の含有量が増えることがこれまでの研究から分かった。今後は試料作製条件を最適化して不純物量の低減を図り、AHEの検証を行っていく。
AHEの検証と並行して幾何学的なフラストレーションを有する新物質の探索を行った結果、これまでに立方晶化合物RMgZn2と、六方晶化合物RTT'（T = Ag,In, Pd、X' = Mg, Pb）という二つを見出したことから、これらについても基礎物性の解明とAHEの検証を行っていく。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍に起因した2020年度からの次年度使用額があったことに加えて、ブラジルで開催予定であったInternational Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2020/21と、東京で開催予定であった日本物理学会2021年秋季大会がいずれもオンライン開催となったことから、旅費の支出がゼロとなったことが次年度使用額が生じた主な理由である。
次年度は国際会議（The 29th International Conference on Low Temperature Physicsに参加予定）と日本物理学会が現地開催、またはハイブリッド開催となることが見込まれるため、その旅費の支出が想定される。また、本研究遂行中に見出したRMgZn2とRTT'の基礎物性解明とAHEの検証も行うため、これらに次年度使用額を割り当てる。
|
