特殊環境に置かれたf電子の不安定性

特殊环境下f电子的不稳定性

基本信息

批准号：
04640350
负责人：
佐藤英行
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至 1993
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04640350/
关键词：
f-電子人工多層膜希土類 Ce 電子輸送効果帯磁率価数変化 f電子人工格子

项目摘要

本来の目的である、希土類元素と自然では溶け合わないTa、V等原子半径が大きく異なり“固い"元素とを人工多層膜として、強制的に隣り合せ希土類の物性を探索することは、多くの困難に遭遇して計画に比べ進行が遅れてしまったが、ようやくCe/Ta多層膜の育成に成功し、物性測定できる段階となった。その結果、室温蒸着では、Ce厚100Åでもほぼ非晶質になっていることが見出された。非晶質Ceの物性も興味を持たれてきたが、普通の方法では酸化性のためこれまで物性測定の例はない。帯磁率の測定を行ったところ高温側でほぼgamma相の値に一致しており、降温とともに増加し続ける。降温に伴い、gamma、beta、alpha相変態を起こすバルク結晶とは大きく異なっており、それ自体興味深い。一方、Ce厚さを5Åにすると更に異常であり、室温以下で帯磁率はほぼ温度に依存せず、一見室温からalpha相が安定化しているような振る舞いを示す。これは、我々が正に期待したことであるが、より明白な結論を出すために更にCe厚さ依存性を測定し、他の物性測定を進めている。平行して、f電子を含まない金属多層膜の電子輸送効果を測定し、巨大磁気抵抗効果(GMR)の関連した熱伝導度の磁場依存性を測定するのに成功した。異常ホール抵抗の磁場に対するピークを見出し、異常ホール係数のGMRに関連した大きな磁場依存によることを示した。更に、実験・解析はグラニュラー合金にも拡張した。一方、希土類化合物の不安定性については、これまで極めて安定な典型例と考えられていたCeGa_2のCeサイトをYで置き換え、格子定数収縮による混成の増大効果、希釈によるRKKY相互作用の減少の影響を調べた。この結果、Ce希薄領域で近藤効果が観測され、CeGa_2は考えらえていたほど安定なのではなく、RKKY相互作用が微妙に近藤効果の出現を抑制していることが分かった。

最初的目的是通过将Ta和V等不自然溶解且原子半径较大的“硬”元素强行邻接为人工多层膜来探索稀土元素的物理性质，但这导致了许多问题。尽管由于遇到困难，进度比计划有所延迟，但我们最终成功生长了 Ce/Ta 多层薄膜，现在已经到了可以测量其物理性能的阶段。结果发现，当在室温下沉积时，即使厚度为100埃，Ce也几乎是非晶态的。非晶态 Ce 的物理性质也引起了人们的兴趣，但由于其氧化性质，目前还没有使用常规方法测量其物理性质的例子。测量磁化率时，它几乎与高温侧的γ相值相匹配，并且随着温度的降低而持续增加。这本身就很有趣，因为它与块状晶体非常不同，块状晶体随着温度降低而经历γ、β和α相变。另一方面，当Ce厚度增加到5 Å时，情况变得更加不寻常；磁化率几乎与室温以下的温度无关，乍一看似乎α相从室温开始稳定下来。这正是我们所期望的，但为了得出更清晰的结论，我们正在进一步测量 Ce 厚度依赖性和其他物理特性的测量。与此同时，我们成功测量了不含f电子的金属多层膜的电子传输效应，并测量了热导率对磁场的依赖性，这与巨磁阻效应（GMR）有关。我们发现反常霍尔电阻相对于磁场的峰值，并表明这是由于与 GMR 相关的反常霍尔系数对磁场的较大依赖性所致。此外，实验和分析扩展到颗粒合金。另一方面，针对稀土化合物的不稳定性，我们将被认为是极其稳定的典型例子的CeGa_2的Ce位点替换为Y，抑制了由于晶格常数收缩而导致的杂化增加和RKKY降低的影响。我研究了由于稀释而产生的相互作用。结果，在Ce贫区观察到近藤效应，发现CeGa_2并不像之前想象的那么稳定，RKKY相互作用巧妙地抑制了近藤效应的出现。