超高圧下における新充填スクッテルダイト化合物の物質開発

超高压下新型填充方钴矿化合物的材料开发

基本信息

批准号：
18027002
负责人：
関根ちひろ
金额：
$ 18.05万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

充填スクッテルダイト化合物RT_4X_12(R=希土類元素,T=遷移金属元素,X=リン,ヒ素,アンチモン)は組成により異方的超伝導,重い電子系的振舞,金属一絶縁体転移,多極子転移など様々な異常物性を示すことが知られている。この変化に富んだ物性はこの系の結晶構造の特異性,電子構造の特異性及び希土類4f電子の不安定性に起因していると考えられている。本研究では新充填スクッテルダイト化合物を高圧合成法により作成し,その基礎物性を評価することにより,この系に特有な異常物性を浮き彫りにさせ,新物質開発を通して物性物理学の新分野を開拓することを目的とした。充填スクッテルダイト化合物は希土類元素のイオン半径がランタノイド収縮により小さくなるにつれ,合成しにくくなる傾向にあり,重希土類元素を含む化合物は高圧力下でのみ合成が可能である。本特定領域研究で購入した超高圧発生装置(UHP-1500)を用いることで8万気圧までの超高圧力下での合成が可能となった。本装置を使用し,重希土類元素を含む新充填スクッテルダイト化合物DyRu_4P_12の合成に成功した。DyRu_4P_l2は金属的な電気伝導性を有し,15Kで電気抵抗の急激な上昇を伴う反強磁性転移を示すことを発見した。これは,GdRu_4P_12, TbRu_4P_12と類似の振る舞いであり,フェルミ面のネスティング効果が関与しているものと考えられ。これまで,PrやSmを含む充填スクッテルダイト化合物において,多極子モーメントが関与する転移が見出されており,Dyなどの重希土類元素を含む化合物の転移においても多極子モーメントの関与の有無に興味が持たれる。

众所周知，填充的Skutterudite化合物RT_4X_12（r =稀土元件，T =过渡金属元件，X =磷，砷，锑）表现出各种异常特性，例如各向异性超然，重型电子系统行为，重型电子系统，金属单一单启动器过渡，依赖于其构图，依赖于其构图，依赖于其构图。这种高度可变的物理特性被认为归因于该系统晶体结构的特异性，电子结构的特异性以及稀土4F电子的不稳定性。这项研究旨在通过使用高压合成方法来开发新的填充Skutterudite化合物，并评估这些化合物的基本特性，从而突出该系统独有的异常特性，并通过开发新材料来开发物理物理学的新领域。随着稀土元素的离子半径降低，包包化合物的填充化合物往往很难合成，并且仅在高压下才能合成含有重稀土元素的化合物。使用在此特定领域研究中购买的超高压力发生器（UHP-1500），可以在高达80,000 atm的超高压力下制成合成。使用此设备，我们成功合成了一个新的包含含量稀土元素的新型填充的Skutterudite化合物Dyru_4p_12。发现DYRU_4P_L2具有金属电导率，并表现出抗铁磁转变，其电阻在15K处迅速上升。这种行为类似于gdru_4p_12和tbru_4p_12，被认为参与费米表面的嵌套效果。到目前为止，在包含PR和SM的填充的Skutterudite化合物中发现了涉及多极力矩的过渡，有趣的是，在包含含有较重的稀土元素（例如Dy）的化合物中是否参与了多极矩。