ミリ波分光法による近藤格子化合物のエネルギーギャップの直接観測とその起源

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06402010
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 難波 孝夫 神戸大学, 理学部, 教授 (30091721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 仁 神戸大学, 理学部, 助手 (70194173)
• Keywords: 近藤半導体 / エネルギーギャップ / CeNiSn / CeRhSb / 電子相関

Research Abstract

本研究のねらいはCeNiSnやCeRhSb等のような近藤格子絶縁体物質の全体的な電子構造を明らかにすることとこれらの物質において低温で形成されたエネルギーギャップとその中の微細な電子構造を明かとすることの2つである。第一の目的のためには先ずこの物質の価電子帯と伝導帯に関する全体的な電子構造を明確にすると共に光電子データと補足的な光学定数を正確に求めることが有効である。このためは放射光を用いた30eV-2meV領域での極めて広いエネルギー領域にわたる反射率を測定し、この物質の光学定数を求める必要がある。この目的のために我々は我が国で赤外放射光の利用が唯一可能な分子科学研究所との共同研究によりその放射光施設UVSORにおいて10^4-3cm^<-1>の極めて広いエネルギー領域での分光が可能なビームラインBL6A1を建設した。この装置は従来の遠赤外-ミリ波の比較的狭い領域を近赤外領域まで拡張するもので、本研究で取り上げる化合物の物性がフェルミ順位近傍の電子状態によって決定されている場合にはその電子状態の観測手段として重要な役割を担う。これにより観測された光学スペクトル上のピークの起源を同定する事が出来、これらの物質の電子構造を明らかにすることが出来た。
第二の目的のために極低温におけるCeNiSnのサブミリ波-ミリ波透過実験を行い、平成6年度における実験により液体ヘリウム温度でのみで約10cm^<-1>以下の光が0.3%程度透過することを突き止めていたが本年度は超電導磁石を導入してその透過実験を17テスラの定常磁場のもとで行うべく実験環境の整備に努めた。現在はその整備の目処がつき、遠赤外分光器とドッキングさせた高磁場下での遠赤外透過分光実験を進めている。これにより観測されたエネルギーギャップ形成における4f電子の関与について具体的な知見が得られると期待される。