圧力下でのドハース効果観測装置の開発と量子相転移におけるフェルミ面の研究

压力下德哈斯效应观测装置的研制及量子相变费米面的研究

基本信息

批准号：
11740203
负责人：
摂待力生
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

磁気秩序を示すセリウム化合物あるいはウラン化合物に圧力を加えると,磁気秩序相が抑制されるとともに,重い電子状態が発達し,さらには磁気秩序相から重い電子状態への量子状態の変化、すなわち量子相転移の臨界近傍で超伝導状態が現われることが見い出された.本研究では,これらの物質がどのようにして磁気秩序状態から圧力誘起の重い電子状態に移り変わるのかを明らかにするため,まず加圧下でドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果を観測する装置を開発した.前年度の研究成果として、反強磁性体CeRh_2Si_2の純良な単結晶を育成し、この物質において単結晶として初めて加圧下の超伝導の観測に成功した。これまで、この物質では多結晶でのみ超伝導が報告されていたが、本研究により、超伝導下部臨界磁場H_<C2>の異方性の研究や、量子臨界点近傍のフェルミ面の変化の様子を調べることが可能となった。今年度はCeRh_2Si_2に圧力を加えて,ドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果を観測した.その結果、磁気秩序が低温まで生じない臨界状態付近では,重い電子状態が形成され,伝導電子の有効質量が磁気秩序状態に比べて重くなっていることを見いだした.また、最近UGe_2やCeRhIn_5においては、1.5〜2.5GPa近傍の圧力で超伝導転移が報告されている。そこで、これらの物質のdHvA効果の観測をめざし、これまで申請者らが開発してきた圧力セルの限界圧力1.5GPaよりさらに高圧でdHvA効果を観測するための圧力セルの開発を行った。これまでの圧力セルの原料はBeCuを原料としていたが、本研究ではCoを含むMP35Nとよばれる材料を用いて製作を行った。この材料はBeCuにくらべ1.5倍ほど硬く、製作は困難を伴ったが、完成にこぎつけた。今後、この圧力セルを用いての実験を継続していく予定である。

It was found that when pressure is applied to a cerium compound or uranium compound that exhibits magnetic order, the magnetically ordered phase is suppressed, and a heavy electron state develops, and the superconducting state appears near the criticality of the quantum state from a magnetically ordered phase to a heavy electron state, that is, a superconducting state appears near the criticality of the quantum phase transition.In this study, in order to clarify how these materials change from在压力下，我们首先开发了一种设备，以在压力下观察dohath-van-alphene（DHVA）的磁性状态。正如上一年的一项研究结果，我们开发了一种纯粹的单一晶体，即抗fiferromagnetic cerh_2si_2，并且在首次施加压力下，我们已经成功地观察了超级压力。到目前为止，仅在多晶中仅在多晶中报道了超导性，但是这项研究使得可以研究较低的超导临界场H_ <c2>的各向异性，并研究量子临界点附近费米表面的变化。今年，我们通过向CERH_2SI_2施加压力来观察Dohaas-Van-Alphen（DHVA）效应。结果，我们发现，在低温下不会发生磁性序列的临界状态附近形成重型电子状态，而导电电子的有效质量比磁性序状态重。此外，最近，在UGE_2和CERHIN_5中的1.5至2.5 GPA的压力下，超导过渡已报告。因此，为了观察这些物质的DHVA效应，我们开发了一个压力池，以比申请人到目前为止所发展的压力电池的极限压力在更高的压力下观察DHVA效应。以前，压力电池的原材料是由BECU制成的，但是在这项研究中，使用一种称为MP35N的CO的材料进行生产。该材料比BECU的材料要比BECU的1.5倍大约1.5倍，尽管很难制作，但最终完成了。我们计划将来继续使用该压力电池进行实验。