弱い反強磁性を示すウラン系ヘビ-フェルミオンの磁気相図

表现出弱反铁磁性的铀基蛇费米子的磁相图

基本信息

批准号：
02216201
负责人：
榊原俊郎
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ウラン系ヘビ-フェルミオン化合物はそのほとんどが反強磁性スピン相関を示し、またそれが超伝導転移やメタ磁性転移と関係していると考えられている。従って、磁気相図を詳しく調べること重要な課題である。本研究では典型物質の一つであるURu_2Si_2、および関連物質においてこれまで研究の少ない有限温度・有限磁場の磁気相関を詳しく調べた。以下、概要を述べる。(1)帯磁率極大とメタ磁性:URu_2Si_2の特微の一つにTmax〜60K付近の帯磁率の大きな山がある。強磁場磁化測定の結果、Tmax以下の温度で磁化過程が非線型性を示し、低温でのメタ磁性へと移行することがわかった。このようなTmaxの原因としては結晶場や反強磁性相関が考えられるが、UをLaやYで薄めていくと消えることから反強磁性相関の可能性が強い。(2)メタ磁性とSDWエネルギ-:URu_2Si_2の基底状態はT_N=17.5KのSDW状態であると考えられている。一方、低温で見られる鋭いメタ磁性はヘビ-フェルミオン状態からスピン分極した状態への転移と考えられているので、その転移磁場Hc_1にはSDW凝縮エネルギ-が寄与しているはずである。そこで、RuをRhで置換したU(Ru_<1ーX>Rh_X)_2Si_2の相図を詳しく調べた結果、Hc_1はT_Nと相関がありRh置換によりT_Nが低下するにつれてHc_1も下がることが説明された。また、Hc_1の温度変化を詳しく調べたところ、ほぼT^2に比例して低磁場側にシフトしていくことがわかった。これは系の電子比熱がメタ磁性転移とともに増大していることを意味するが、その原因としてSDWギャップが消失したと考えると説明可能である。従って、H【greater than or similar】Hc_1においてもヘビ-フェルミオン状態にある可能性がある。

大多数铀基蛇费米子化合物表现出反铁磁自旋相关性，这被认为与超导和变磁转变有关。因此，详细研究磁相图非常重要。在本研究中，我们详细研究了典型材料之一的URu_2Si_2以及迄今为止尚未研究过的相关材料中有限温度和有限磁场之间的磁相关性。下面给出了概述。 (1)最大磁化率和亚磁性：URu_2Si_2的特征之一是在Tmax~60K附近磁化率有大峰值。强磁场磁化测量的结果发现，磁化过程在低于Tmax的温度下表现出非线性，并在低温下转变为亚磁性。晶体场和反铁磁相关性被认为是造成这种Tmax的原因，但由于当U被La或Y稀释时它消失，因此反铁磁相关性的可能性很高。 (2)超磁性和SDW能量：URu_2Si_2的基态被认为是T_N=17.5K的SDW态。另一方面，由于在低温下观察到的尖锐的超磁性被认为是从蛇费米子态到自旋极化态的转变，因此SDW凝聚能应有助于过渡磁场Hc_1。因此，对其中Ru被Rh取代的U(Ru_<1-X>Rh_X)_2Si_2的相图进行详细研究表明，Hc_1与T_N相关，并且随着Rh取代导致T_N减少，Hc_1也减少。。此外，当我们详细研究Hc_1的温度变化时，我们发现它大约与T^2成比例地向低磁场侧移动。这意味着系统的电子比热随着变磁转变而增加，这可以通过考虑SDW间隙消失来解释。因此，H[大于或相似]Hc_1也可能处于蛇费米子状态。