強磁性体のスピン揺らぎによる熱電特性増大の機構解明に関する研究

阐明铁磁材料自旋涨落导致热电性能增加机制的研究

基本信息

批准号：
22H01761
负责人：
辻井直人
金额：
$ 11.07万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

遍歴電子系の磁気秩序近傍の状態や弱い磁気秩序状態に付随する強いスピン揺らぎによって、様々な電子物性に特徴的な振る舞いが現れることが知られているが、多くは低温の現象である。しかし最近我々は、ホイスラー型化合物Fe2VAlに元素置換を行った系において、160 ～ 300 Kという比較的高い温度で弱い強磁性が発現し、その近傍でゼーベック係数がスピン揺らぎによって著しく増大される現象を発見した。この起源を明らかにするために、磁性や熱測定の磁場依存性を系統的な試料で行い、スピン揺らぎの定量的解析を行う。現在までに磁化測定により、強磁性転移温度がキャリア密度によって変化することを見出した。飽和磁気モーメントは、磁性原子あたり0.2～0.4 muBとなり、弱い強磁性が発現していることが示唆された。アロットプロットを行った結果、通常のM2乗プロットではなく、M4プロットにおいて良い直線線が得られることが明らかとなった。ゼーベック係数の測定では、キャリアの極性の調整により、スピン揺らぎによる増大の仕方が顕著に変化することが判明した。一方、強いスピン揺らぎを示す遍歴電子系の代表である立方晶ラーベス相化合物RCo2（Rは希土類）でも、ゼーベック係数がスピン揺らぎの影響を受けることが知られているが、我々はこのシリーズでYbCo2の良質試料を合成することに成功し、初めて物性を詳細に調べた。その結果、磁場によって磁気相転移が誘起されることが明らかとなった。この物質においては、ゼーベック係数には大きな異常が観測されなかった。これらの結果をもとにデータを詳細に解析し、スピン揺らぎの効果を解明するために、NMRのナイトシフト測定と緩和率測定、光電子分光測定を行っていく。

众所周知，与行程电子系统的磁性附近的状态相关的强旋转波动和弱磁性状态导致各种电子特性的行为特征，但大多数是低温现象。然而，最近我们发现，弱铁磁作发生在相对较高的160-300 K温度下发生，并且在keusler-type化合物Fe2val上进行元素替代的系统中，Seebeck系数通过自旋波动显着提高。为了阐明这种起源，对系统样品进行了磁场和热测量的磁场依赖性，并对自旋波动进行定量分析。迄今为止，磁化测量结果发现铁磁过渡温度取决于载体密度。每个磁原子的饱和磁矩范围为0.2至0.4 MUB，表明弱铁磁剂已表现出来。分配图显示，可以在M4图中而不是通常的M2平方图中获得良好的线性线。在测量Seebeck系数的测量中，发现载体极性的调节显着改变了由于自旋波动而增加的载体增加方式。另一方面，众所周知，塞贝克系数还受到三次薰衣草相化合物RCO2（R是稀土）的自旋波动的影响，这是遗产电子系统的代表，该系统表现出强烈的自旋波动。我们成功地在此系列中成功地合成了高素质的YBCO2样品，并为您提供了第一个属性，并进行了调查，并进行了调查。结果，揭示了磁相跃迁是由磁场诱导的。在Seebeck系数中，该材料中未观察到主要异常。基于这些结果，对数据进行了详细分析，并阐明了自旋波动的影响，NMR NIT偏移测量，放松速率测量以及光电子光谱测量值。