高圧力下熱伝導率・比熱測定によるユウロピウム系化合物の圧力誘起価数転移の研究

通过测量高压下的导热系数和比热研究压力引起的铕基化合物的价态跃迁

基本信息

批准号：
20K03837
负责人：
西郡至誠
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03837/
关键词：
価数ゆらぎ圧力効果比熱熱伝導率希土類化合物価数転移

项目摘要

Euの価数不安定性に関する圧力相図において，常圧下で価数転移の臨界点近傍に位置するEuPd2Si2に対して圧力下熱伝導率および比熱測定を5～400Kの温度領域で行った．その結果0.11GPaではEu2価と3価の間の強い価数ゆらぎにより比熱に大きなピークが生じること，加圧によってそのピークがブロードになり高温側にシフトしていく様子が観測出来た．この結果は加圧により臨界点から遠ざかることでゆらぎが広い温度範囲で緩やかに起こるようになる為と理解できる．さらに，格子比熱の寄与を適切に見積もることで，この不安定性に関連した4f電子の磁気エントロピーSmについても評価出来た．400KにおけるSmは0.11GPaではEu2価の8準位とEu3価の1準位を反映したRln9に相当し，それが加圧とともに急減することが分かった．熱伝導率では価数のクロスオーバーにより熱伝導率のブロードな極小が観測された．この極小は価数の変化による伝導電子数の変化として定性的に理解できる．また，同時測定した電気抵抗率の結果を用いて伝導電子による熱伝導率を見積もることにより，格子の熱伝導率と格子の熱伝導率の評価を行うことが出来た．

在与Eu价态不稳定性相关的压力相图中，对位于常压下价态转变临界点附近的EuPd2Si2在5~400K的温度范围内进行了压力下的热导率和比热测量。结果，我们观察到，在 0.11 GPa 时，由于 Eu22 和 Eu22 价态之间的强烈价态波动，比热出现了一个大峰，并且随着压力的施加，该峰变得更宽并向更高的温度移动。该结果可以理解为由于加压而在较宽的温度范围内逐渐远离临界点而发生波动。此外，通过适当估计晶格比热的贡献，我们能够评估与这种不稳定性相关的 4f 电子的磁熵 Sm。结果发现，400K时的Sm对应于Rln9，在0.11GPa下反映了8个Eu2价态和1个Eu3价态，并且随着压力的增加而迅速降低。就热导率而言，由于价态交叉，观察到热导率的较宽最小值。该最小值可以定性地理解为由于价态变化而导致的传导电子数量的变化。此外，通过使用同时测量的电阻率结果来估计传导电子引起的热导率，我们能够评估晶格的热导率和晶格的热导率。