2008 Fiscal Year Annual Research Report
巨大振幅原子振動がもたらす新しい電子相の動的分光法による研究
| Project Area | Emergence of Heavy Electrons and Their Ordering |
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| Project/Area Number |
20102005
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
藤 秀樹 Kobe University, 理学研究科, 教授 (60295467)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 孝至 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (00192617)
宇田川 眞行 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (70144889)
岩佐 和晃 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (00275009)
李 哲虎 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (80358358)
筒井 智嗣 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門非弾性散乱チーム, 副主幹研究員 (70360823)
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| Keywords | 強相関電子系 / 大振幅非調和格子振動 / 低温物性 / 重い電子状態 / 超伝導 / NMR測定 / 弾性的性質 / 非弾性散乱測定 |
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| Research Abstract |
(1)クラスレートではゲスト原子Baが巨大振幅原子振動を示すとされている。その振動は中心(off-center)振動とは限らず、非中心振動(off-center)も存在するとされている。NMR実験では、ホスト核GaのNMR緩和率測定から、非中心振動を示すType Iおいて、20K付近に緩和率の異常ピークを観測したが、中心振動を示すTypeVIIIでは、コリンハ的な振る舞いを示すことを明らかにした。ラマン分光実験では、キャリヤの符号変化で、ゲスト原子が非中心位置をとるカゴの6c位置の格子振動スペクトルだけ大きく変わることを示し、非中心の起源が6c位置のカゴ原子の運動状態と密接な相関があることを初めて明らかにした。中性子散乱実験からゲスト原子の位置が中心から非中心に変わったとき、ゲストフォノン分散に異常を見つけ、この原因が電子-格子相互作用による可能性を示した。
(2)スクッテルダイトでは、ゲストイオンの巨大振幅原子振動が超伝導や磁性に関係している。超音波実験で、FeSb系およびGaGe系において、100K以下で音波モード選択性のない超音波分散と低温域における顕著な弾性ソフト化を見つけた。また、モード選択性がある物質もあることから、混成にかかわる結合係数の大小が重要であることを明らかにした。放射光実験では、ゲスト原子ダイナミクスに関して調べ、希土類K端のEXAFS測定から得られるアインシュタイン温度とX線非弾性散乱や核共鳴非弾性散乱から得られるフォノン・エネルギーが良い一致を示すことを明らかにした。中性子散乱実験では、RT_4Sb_<12>(R=Ce,Pr,T=Ru,Os)において、Os系では約4meVに、Ru系では約5meVに平坦な分散をもつフォノンモードを観測した。このモードは室温から10Kにかけてともにソフト化するが、Os系のエネルギー変化率がRu系よりも若干大きいことがわかった。
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