ヘリウム3冷却器を用いた極低温赤外分光装置の開発と強相関電子物性の新展開

使用氦 3 冷却器开发低温红外光谱仪以及强相关电子特性的新进展

• 批准号: 15654041
• 负责人: 岡村 英一
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15654041/
• 关键词: 赤外分光; 強相関電子物質; 極低温; 強相関電子系; ヘリウム3冷凍機

本研究の当初目標は、温度0.5Kで稼働し、かつ赤外分光に対応したヘリウム3冷却器を設計、製作すること、そしてこの冷却器を既設の真空試料槽、赤外干渉分光計と組み合わせることにより、温度1K以下で興味深い物性を示す強相関物質の赤外分光を行うことであった。これにより、従来は研究不可能であった、温度1K以下で強い電子相関がもたらすミクロ電子状態を初めて光学伝導度として観測し、強相関電子物性の研究に新たな展開を開くことを目的としていた。しかし支給額の減額のため当初予定を変更し、現有装置とほぼ同じ冷却器に基づき、測定システムや熱放射シールドを工夫することによって、現状装置よりも低温を目指すこととした。具体的には閉サイクル式冷凍機および新規真空試料槽を購入し、様々な光学部品も補強した。その結果、到達温度5.8Kを達成した。我々の従来装置の約8Kよりも低温に到達できるようになったため、7K前後で電子相転移を示す強相関スクッテルダイト化合物PrFe_4P_<12>の反射分光を行いつつある。また、この新装置の整備と並んで、従来装置による強相関電子系の分光研究も継続、発展させた。具体的には、最近注目を集めているスクッテルダイト化合物のうちCeやGdを含む化合物の光反射スペクトルの温度変化を詳しく測定した。また異なる混成強度を持つ多くのYb化合物のミクロな電子状態を、遠赤外、赤外光学伝導度の測定によって調べた。その結果、これら化合物における伝導電子とf電子の混成強度が、光スペクトルに現れる特徴的なピークのエネルギーにスケールすることを見いだした。また、温度変化及び光励起によってスピンクロスオーバーを示す鉄錯体物質についても、赤外および遠赤外透過スペクトルの測定を行った。なお、本研究で作成した装置は、後からHe3冷凍機を組み込める設計になっている。将来さらなる研究費を獲得し、より低温での赤外分光を実現していく予定である。

这项研究的最初目的是设计和制造在0.5K温度下运行的氦3冷却器，与红外光谱兼容兼容，并将该冷却器与现有的真空样品罐和红外干涉仪结合起来，以执行高度相关材料的红外光谱，以在低于1k的低于1k的温度下显示出有趣的物理特性。这意味着，首次将微电子相关性引起的微电子相关性在低于1K的温度下引起，以前无法研究，这是光学电导率的，其目的是在研究强相关的电子特性的研究中打开新的发展。但是，为了减少付款量，更改初始计划，并根据冷却器设计测量系统和热辐射罩几乎与当前设备相同，目的是达到比当前设备的温度较低。具体而言，购买了闭合循环冰箱和新的真空样品罐，并加强了各种光学组件。结果，达到5.8K的温度。由于现在可以达到低于大约8K常规设备的温度，因此我们现在正在进行对密切相关的Skutterudite化合物PRFE_4P_ <12>的反射光谱，该光谱在7K左右显示了电子相变。除了维护这种新设备外，该公司还使用常规设备继续对牢固相关的电子系统进行了光谱研究。具体而言，详细测量了最近引起注意的Skutterudite化合物的光反射光谱的温度变化。还通过测量远红外和红外光电导率来研究许多具有不同杂化强度的YB化合物的微电源状态。结果，发现这些化合物中传导和F-电子的杂化强度尺度缩放到光谱中出现的特征峰的能量。此外，还测量了红外和远红外传输光谱，用于铁复合物材料，这些材料由于温度变化和光激发而表现出旋转的交叉。本研究中创建的设备旨在允许以后整合HE3冰箱。将来，将获得进一步的研究资金，并在较低温度下实现红外光谱。

项目成果

M.Matsunami: "Infrared study on the metal-insulator transition in filled skutterudites RRu_34P_<12>(R=Pr, Sm)"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 印刷中(未定). (2004)

M.Matsunami：“填充方钴矿 RRu_34P_<12>(R=Pr, Sm) 中金属-绝缘体转变的红外研究”《磁性与磁性材料杂志》出版（待定）。

Infrared study of spin crossover Fe-picolylamine complex

• DOI: 10.1143/jpsj.73.1355
• 发表时间: 2004-05-01
• 期刊: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 1.7
• 作者: Okamura, H;Matsubara, M;Nanba, T
• 通讯作者: Nanba, T

Optical study of c-f hybridization states in mixed-valent Yb compounds

混合价 Yb 化合物中 c-f 杂化态的光学研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276
• 作者: H.Okamura;H.Okamura;M.Matsunami;H.Okamura
• 通讯作者: H.Okamura

Optical response of a filled skutterudite compound GdRu_4P_<12> due to magnetic ordering

填充方钴矿化合物 GdRu_4P_<12> 因磁有序而产生的光学响应

• 期刊: Physica B (印刷中)(未定)
• 作者: H.Okamura;H.Okamura;M.Matsunami;H.Okamura;H.Okamura;M.Matsunami
• 通讯作者: M.Matsunami

M.Matsunami: "Optical properties of filled skutterudites CeT_4Sb_<12>(T=Fe, Ru, Os)"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 印刷中(未定). (2004)

M.Matsunami：“填充方钴矿CeT_4Sb_ 12 的光学性质（T=Fe、Ru、Os）”《磁性与磁性材料杂志》出版（待定）。