希土類化合物における価数相転移現象の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540411
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 谷口 雅樹 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10126120)
• 研究分担者: 佐藤 仁 広島大学, 放射光科学研究センター, 准教授 (90243550) ; 有田 将司 広島大学, 技術センター, 技術員 (20379910) ; 平岡 耕一 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (00199043)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 価数相転移 / 価数揺動 / 希土類化合物 / 光電子分光

研究概要

YbInCu4が~40 Kで示す価数相転移の機構を明らかにするため、Inを周期表両隣の元素で置換したYbXCu4(X=Cd, Sn)について硬X線光電子分光実験(HAXPES)を行い、YbInCu4の結果と比較した。YbInCu4でCuサイト上の伝導電子数が最も多く、CuからYbに電荷が移動しやすくなっていることが価数相転移と関連していると考えられる。最近合成された新規近藤格子系YbNi3X9 (X=Al, Ga)が、YbInCu4の高温相、低温相に類似していることに注目してHAXPESを行い、比較から伝導電子がYb 4f軌道に移動することでYbInCu4の価数相転移が生じる機構を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure - induced valence change of YbNiGe3 investigated by resonant x - ray emission spectroscopy at the Yb L3 edge (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, M. Taniguchi, 他14名
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: Vol.89 ページ: 045112/8
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.045112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoemission studies of Kondo lattice compounds YbNi3(Ga1-xAlx)9 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, H. Nagata, J. Kodama, S. Ohara, T. Yamashita, K. Mimura, S. Motonami, M. Arita, S. Ueda, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Conf. Proc 巻: Vol.1 ページ: 012117/4
  • DOI: 10.7566/JPSCP.1.012117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic and spin structures of solids investigated by means of synchrotron radiation photoemission (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi, H. Iwasawa, T. Miyamoto, T. Okuda
  • 雑誌名: Rad. Phys. Chem 巻: Vol.93 ページ: 14-20
  • DOI: 10.1016/j.radphyschem.2013.01.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valence transitions in the heavy - fermion compound YbCuAl as a function of temperature and pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaoka, H. Sato, 他9名
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: Vol.87 ページ: 205120/7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.205120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of Kondo lattice compounds YbNi3X9 (X=Al, Ga) studied by hard x - ray spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, S. Ohara, T. Yamashita, K. Mimura, S. Motonami, K. Shimada, S. Ueda, K. Kobayashi, H. Yamaoka, N. Tsujii, N. Hiraoka, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: Vol.86 ページ: 115114/9
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.115114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure and the valence state of Yb2Pd2Sn and YbPd2Sn studied by photoelectron and resonant x - ray emission spectroscopies (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaoka, M. Arita, H. Iwasawa, H. Hayashi, J. Jiang, H. Namatame, M. Taniguchi, 他13名
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: Vol.86 ページ: 085137/7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.085137
  • 査読あり
• [雑誌論文] X dependent electronic structure of YbXCu4 (X=Cd, In, Sn) investigated by hard X - ray photoemission spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, K. Tobimatsu, H. Maso, K. Hiraoka, K. Kojima, K. Mimura, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 雑誌名: J. Elec. Spec. Relat. Phenom 巻: Vol.184 ページ: 203-206
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2010.10.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron radiation diffraction study of YbInCu4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, H. Namatame, M. Taniguchi, K. Hiraoka, K. Kojima, K. Sugimoto
  • 雑誌名: J. J. Appl. Phys 巻: Vol.50 ページ: 05FC10/2
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.05FC10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature - induced valence transition of EuPd2Si2 studied by hard x - ray photoelectron spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mimura, H. Sato, M. Taniguchi,他11名
  • 雑誌名: J. J. Appl. Phys 巻: Vol.50 ページ: 05FD03/2
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.05FD03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valence transition of YbInCu4 observed by photoemission spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, M. Taniguchi, K. Hiraoka, K. Kojima
  • 雑誌名: e-J. Surf. Sci. Nanotech 巻: Vol.9 ページ: 90-94
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2011.90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conduction - band electronic states of YbInCu4 studied by photoemission and soft x - ray absorption spectroscopies (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, H. Kurihara, H. Maso, K. Hiraoka, K. Kojima, K. Tobimatsu, T. Ohkochi, S.-i. Fujimori, Y. Takeda, Y. Saitoh, K. Mimura, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, T. Oguchi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: Vol.84 ページ: 115143/7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.84.115143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valence fluctuation in YbIn1-xCdxCu4 compounds studied by XANES
  • 著者名/発表者名: T. Zhuang, K. Hiraoka, M. Kurisu, K. Konishi, T. Kamimori, I. Nakai
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Conf. Proc 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 近藤半導体Yb1-xRxB12(R=Lu, Sc, Y, Zr)のエネルギーギャップの強磁場及びx依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石井克弥, 佐藤仁, 他6名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 価数揺動系 RB6(R=Sm, Tm)の非磁性元素置換効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林健人, 佐藤仁, 他9名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 温度誘起価数転移を示すEuNi2(Si1-xGex)2の電子状態 : 硬X線光電子分光による研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市木勝也, 佐藤仁, 谷口雅樹 他12名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 希土類化合物YbInCu4の価数相転移に与えるCd, Snの置換効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] R1-xTmxB6(R=Y, Yb)の硬X線光電子分光および圧力依存X線発光分光 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永田平祐, 佐藤仁, 島田賢也, 三村功次郎, 上田茂典, 山岡人志, 内海有希, 太田紘司, J.-F.Lin, 平岡望, 石井啓文, K.-D.Tsuei, 伊賀文俊, 飛田祐二, 石井克弥, 林健人, 滝田悠, 福田賢司, 高畠敏郎, 近藤晃弘, 金道浩一, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 価数転移を示すEuNi2(Si1-xGex)2 (x=0.70, 0.79, 0.82)の硬X線光電子スペクトルの温度依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市木勝也, 佐藤仁, 谷口雅樹 他12名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 希土類化合物YbInCu4におけるNbの置換効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] YbB6の圧力依存X線発光分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤仁, 山岡人志, 内海有希, 永田平祐, 太田紘司 , J.-F. Lin, 平岡望, 石井啓文, K.-D. Tsuei, 島田賢也, 上田茂典, 三村功次郎, 伊賀文俊, 飛田祐二, 石井克弥, 林健人, 滝田悠, 福田賢司, 高畠敏郎, 近藤晃弘, 金道浩一, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] R1-xTmxB6(R=Y3+, Yb2+)における価数揺動と近藤状態の変遷 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井克弥, 佐藤仁 他7名
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 硬X線光電子分光によるEuNi2(Si1-xGex)2 (x=0.70, 0.79, 0.82)の温度誘起価数転移の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市木勝也, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他12名
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] YbIn1-xTlxCu4のYb価数の温度変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神野大悟, 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] Electronic structure of Yb - based heavy fermion compounds : Physics and spectroscopic studies using synchrotron radiation (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sato
  • 学会等名: 2013 Korean - Japanese Students Workshop
  • 発表場所: Pusan (Korea)
  • 年月日: 20130826-27
• [学会発表] 希土類化合物 YbIn1-xMxCu4 (M=Cd, Sn) のYb価数に与える置換効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 莊濤, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本金属学会中国四国支部講演大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20130819-20
• [学会発表] 強相関電子系化合物 YbIn1-xTlxCu4の電気特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神野大悟, 莊濤, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央, 佐藤仁, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本金属学会中国四国支部講演大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20130819-20
• [学会発表] Yb L3 resonant x - ray emission spectroscopy of YbNiGe3 (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, M. Taniguchi, 他13名
  • 学会等名: 8th International Conference on Inelastic X - Ray Scattering IXS 2013
  • 発表場所: Stanford (USA)
  • 年月日: 20130812-15
• [学会発表] Photoemission studies of Kondo lattice compounds YbNi3(Ga1-xAlx)9 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, H. Nagata, J. Kodama, S. Ohara, T. Yamashita, K. Mimura, S. Motonami, M. Arita, S. Ueda, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS (APPC12)
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 20130714-19
• [学会発表] Angle - resolved photoemission spectroscopy of YbNi3X9 (X=Al, Ga) (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, J. Kodama, Y. Utsumi, S. Ohara, T. Yamashita, H. Nagata, M. Arita, H. Anzai, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 38th International Conference on Vacuum
  • 発表場所: Hefei (China)
  • 年月日: 20130712-19
• [学会発表] YbNi3X9 (X=Al, Ga)の角度分解光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内海有希, 児玉純一, 佐藤仁, 大原繋男 , 永田平祐, 太田紘司 , 有田将司 , 安斎太陽 , 島田賢也 , 生天目博文 , 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] YbNiGe3の圧力依存X線発光分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田平祐, 佐藤仁, 内海有希, 山岡人志, 児玉純一, 太田紘司, M. A. Avila, 梅尾和則, 高畠敏郎, 舌古裕美子, 水木純一郎, J.-F. Lin, 平岡望, 石井啓文, K.-D. Tsuei, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] 希土類化合物YbInCu4のInサイト置換効果における価数の温度変化II (2013)
  • 著者名/発表者名: 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Angle - resolved photoemission spectroscopy of YbNi3X9 (X=Al, Ga) (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Kodama, Y. Utsumi, H. Nagata, K. Ohta, H. Sato, S. Ohara, M. Arita, H. Anzai, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 17th Hiroshima international Symposium on Synchrotron Radiation
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130228-0301
• [学会発表] YbNi3X9 (X=Al, Ga)の角度分解光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 児玉純一 , 内海有希, 永田平祐, 太田紘司, 佐藤仁, 大原繋男, 有田将司, 安斎太陽 , 島田賢也 , 生天目博文 , 谷口雅樹
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20130112-14
• [学会発表] YbNiGe3の圧力依存X線発光分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤仁, 山岡人志, 内海有希, 永田平祐, 児玉純一, 太田紘司, M. A. Avila, 梅尾和則, 高畠敏郎, 舌古裕美子, 水木純一郎, 平岡望, 石井啓文, K.-D. Tsuei, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20130112-14
• [学会発表] 希土類化合物YbInCu4のInサイト置換効果における価数の温度変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荘涛, 平岡耕一, 栗栖牧生, 神森達雄, 小西健介, 中井生央
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] Yb2Pd2Sn 及 びYbPd2Snの高分解能光電子・発光分光測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山岡人志, P. Thunstrom, 辻井直人, I. Jarrige, 島田賢也, 有田将司, 岩澤英明, 林博和, 姜健, 生天目博文, 谷口雅樹, 平岡望, 石井啓文 , K.-D. Tsuei , M. Giovannini , E. Bauer
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] Hard x - ray photoemission study of the two valence transitions in EuPtP (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Mimura, H. Sato, M. Taniguchi 他11名
  • 学会等名: 12th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Saint-Malo (France)
  • 年月日: 20120916-21
• [学会発表] Photoemission studies of Kondo Lattice compounds YbNi3(Ga1-xAlx)9 (x=0, 0.02, 0.1, 0.15, 1) (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Nagata, J. Kodama, H. Sato, S. Ohara, T. Yamashita, K. Kimura, S. Motonami, M. Arita, S. Ueda, K. Kobayashi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 12th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Saint-Malo (France)
  • 年月日: 20120916-21
• [学会発表] Electronic structure of newly discovered Yb - compounds YbNi3X9 (X=Al, Ga) studied by hard x - ray photoemission spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, T. Yamashita, S. Ohara, K. Mimura, S. Motonami, K. Shimada, M. Arita, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 4th International Workshop on the Dual Nature of fElectrons
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 20120704-06
• [学会発表] 二段価数転移を示すEuPtPにおける電子相関 : 硬X線光電子分光による研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川田翔, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他10名
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 真空紫外~硬X線光電子分光によるYbNi3(Ga1-xAlx)9 (x=0-0.15)の電子状態の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内海有希, 永田平祐, 児玉純一, 佐藤仁, 山下哲朗 , 大原繁男 , 三村功次郎 , 本並哲, 島田賢也, 有田将司, 上田茂典, 小林啓介, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 重い電子系反強磁性体YbNi3Al9のNiサイトへのFe, Cu置換効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大原繁男, 河野浩, 山下哲朗, 内海有希, 佐藤仁
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] Electronic structures of YbNi3(Ga1-xAlx)9 studied by VUV photoemission spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Nagata, J. Kodama, H. Sato, T. Yamashita, S. Ohara, M. Arita, H. Hayashi, J. Jiang, T. Habuchi, D. Hirayama, H. Iwasawa, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 16th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20120301-02
• [学会発表] 硬X線光電子分光によるEuNi2X2 (X=Si, P, Ge)の電子状態の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三村功次郎, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他13名
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖市民文化会館・中央公民館
  • 年月日: 20120106-09
• [学会発表] 高分解能光電子分光によるYbNi3X9 (X=Al, Ga)の電子状態の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内海有希, 佐藤仁, 山下哲郎, 大原繁男 , 三村功次郎 , 本並哲, 島田賢也, 有田将司, 上田茂典, 山下良之, 吉川英樹, 小林啓介, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖市民文化会館・中央公民館
  • 年月日: 20120106-09
• [学会発表] 硬X線光電子分光によるYbNi3X9 (X=Al, Ga)の電子状態の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内海有希, 佐藤仁, 山下哲郎, 大原繁男 , 三村功次郎 , 本並哲, 島田賢也, 有田将司, 上田茂典, 山下良之, 吉川英樹, 小林啓介, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] EuNi2X2 (X=Si, P, Ge)の硬X線光電子分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三村功次郎, 佐藤仁, 谷口雅樹, 他13名
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] YbIn1-xCdxCu4の価数相転移に与えるCd置換効果II (2011)
  • 著者名/発表者名: 荘涛, 平岡耕一, 小島健一, 鬼丸孝博, 高畠敏郎
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Electronic structure of newly discovered Yb - compounds YbNi3X9 (X=Al, Ga) studied by hard x - ray photoemission spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Utsumi, H. Sato, T. Yamashita, S. Ohara, K. Mimura, S. Motonami, K. Shimada, M. Arita, S. Ueda, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, K. Kobayashi, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 4th International Workshop on Hard X - ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES2011)
  • 発表場所: Hamburg(Germany)
  • 年月日: 20110914-16