2011 Fiscal Year Annual Research Report
純良単結晶育成とドハース・ファンアルフェン効果によるフェルミ面の研究
| Project Area | Emergence of Heavy Electrons and Their Ordering |
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| Project/Area Number |
20102002
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
播磨 尚朝 神戸大学, 理学研究科, 教授 (50211496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大貫 惇睦 大阪大学, 理学研究科, 教授 (40118659)
青木 晴善 東北大学, 理学研究科, 教授 (60302246)
芳賀 芳範 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 主任研究員 (90354901)
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| Keywords | 強相関電子系 / 結晶育成 / 電子構造 / 低温物性 / 磁性 / 量子臨界点 / フェルミ面 / 超伝導 |
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| Research Abstract |
1)重い電子系の典型物質CeCu_6を遙かに超える8000mJ/(K^2・mol)の電子比熱係数を持つYbCo_2Zn_<20>において、磁場を立方晶の<111>に加えたとき、Yb化合物でははじめての磁場誘起四極子秩序を発見した。
2)反強磁性体CelrSi3の圧力誘起超伝導に関し、圧力・磁場・温度を変えながら比熱と電気抵抗の測定を行い、磁場を加えると反強磁性は復活して、完全に消失するのが2.6GPaであることがわかった。
・不純物状態、格子における重い電子の形成
3)Ce_xLa_<1-x>Ru_2Si_2の低濃度試料x=0.02において、近藤温度程度の高温から近藤一重項状態が形成される低温に至るまで、フェルミ面の温度変化の連続的観測に初めて成功し、高温では局在的であったf電子が、温度の降下とともに遍歴的となり、最低温では重い遍歴的電子が形成されていることを明らかにした。
4)Ce_xLa_<1-x>Ru_2Ge_2で濃度依存性の実験から、この系は低濃度側でいったん形成された遍歴的な重い電子が、強磁性秩序の形成とともに連続的に変化し、最終的にf電子が局在し軽い電子を持つ強磁性CeRu_2Ge_2となることを明らかにした。
5)空間反転対称性が破れた重い電子系物質CeCoSi_3において、スピン軌道相互作用によるフェルミ面の分裂などを観測し、分裂した2つの有効質量が著しく異なることから、重い電子の出現にとってスピン軌道相互作用が重要な役割を果たしていることを明らかにした。
6)隠れた秩序の起源が問題となっているURu_2Si_2について、純良単結晶を用いた物性測定が進展し、高圧下での電気抵抗測定などから,隠れた秩序相での常伝導状態のの電子の異常散乱と超伝導機構が密接に関係していることを見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
YbT_2Zn_<20>(T:Co,Rh,Ir)の重い電子系が加わって、f電子が局在から遍歴に変わる温度Tc_<max>と、磁場によって遍歴した重い電子が局在的状態に変わるメタ磁性を示す磁場H_mとの間にkBTc_<max>=μBH_mという関係式が重い電子系で-一般的に成立することを明らかにした意義は大きく、本研究は当初の計画以上に進展している。尚、結晶反転対称性のない化合物の超伝導に関して著書(Non-centrosymmetric Superconductors,Springer, 2012)が出版された。この中で大貫、摂待、木村、柳瀬、藤本、田仲が著述しており、我が国の貢献度は極めて大きい。
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| Strategy for Future Research Activity |
新しいタイプのYb化合物を見いだそうと努力している。また、Ce、SmとEu化合物をいくつか育成し、その中で反強磁性体EuGa4のドハース・ファンアルフェン効果等の測定を行う。これらには、新しく連携研究者として加わった琉球大学の辺土准教授との協力が大きな推進力となる。また、反強磁性体CeNiIn_4などの圧力誘起超伝導の探索も行う。URu_2Si_2のさらなる電子状態の解明に向けて、圧力下dHvA測定手法の高度化を行うとともに、同じ結晶構造を持ち、5f電子を持たない参照系としてのThRu_2Si_2の純良単結晶及びそのdHvAに取り組む。
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