近藤半導体におけるエネルギーギャップ生成の起源

近藤半导体能隙产生的起源

基本信息

批准号：
07233220
负责人：
鈴木孝至
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Hiroshima 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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、CeNiSnにおいてフェルミ準位付近の状態密度に形成される擬ギャップの起源を明らかにすることである。ところが、CeNiSnの擬キャップは小さなエネルギースケールを持つため、低温では不純物状態の影響を受けやすく、これまでの試料では擬ギャップ状態の本質を得づらかった。最近、チョクラスキー法で育成した単結晶を10^<-9>Torrの真空中で16日間固相電解したところ純良単結晶が得られた。この試料に対して磁場中比熱、磁気熱量効果、磁歪、熱膨張係数および弾性率の測定を行った。磁場は、容易軸方向に印可した。零磁場の比熱は温度降下とともに状態が減少し、擬ギャップが形成されていることを示している。印可磁場を強くすると、擬ギャップが壊され状態が回復する様子が明確に示されている。これまでの試料では、不純物の影響により2K以上の比熱にこのような明確な磁場依存性が観測された例はなく、これが初めての結果である。比熱の磁場依存性は、低温で磁場増大とともに一旦増加した状態が減少に移る、極めて興味深い傾向を示すことを発見した。三宅らの理論によれば、4f電子の基底状態が±3/2>で記述できる場合^<1)>、フェルミ準位付近の状態は、2重ピークを持つ擬ギャップが形成される可能性がある。彼らは、理論で得られた擬ギャップを低温でリジッドバンド的に取り扱い、磁場効果を状態のZeeman分裂として取り入れて、電子比熱係数の磁場依存性を計算した。この計算結果は、本研究で得られた比熱の磁場依存性を定性的によく説明する。1)T. Suzuki et al. 140-144(1995)1215.

本研究的目的是阐明 CeNiSn 中费米能级附近的态密度中形成的赝能隙的起源。然而，由于CeNiSn赝帽能级较小，在低温下容易受到杂质态的影响，以往的样品中很难获得赝能隙态的本质。最近，当通过Czochlaski法生长的单晶在10 ^ -9 Torr的真空中进行固态电解16天时，获得了纯单晶。测量了该样品的磁场比热、磁热效应、磁致伸缩、热膨胀系数和弹性模量。磁场沿易轴方向施加。零磁场下的比热随着温度的降低而降低，表明形成了赝能隙。清楚地表明，当施加的磁场加强时，赝能隙被打破并恢复状态。迄今为止，由于样品中杂质的影响，在 2K 或更高的比热中观察到如此明显的磁场依赖性尚属首次。我们发现比热对磁场的依赖性表现出非常有趣的趋势，在低温下增加，然后随着磁场的增加而减少。根据Miyake等人的理论，如果4f电子的基态可以描述为±3/2^<1)>，则在费米能级附近的状态下可能会形成具有双峰的赝能隙。是。他们将理论赝能隙视为低温下的刚性能带，将磁场效应纳入塞曼态分裂，并计算了电子比热系数对磁场的依赖性。该计算结果很好地解释了本研究中获得的比热的磁场依赖性。 1) T.铃木等人，140-144(1995)1215。