中性子および共鳴X線散乱による充填スクッテルダイト化合物の研究

通过中子和共振 X 射线散射研究堆积方钴矿化合物

基本信息

批准号：
03F00028
负责人：
神木正史
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
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,T-Fe,Ru,Os,X=P,As,Sb)は,R,T,X原子の組み合わせ方により,非磁性半導体・金属,金属-非金属転移,強磁性・反強磁性,超伝導,価数揺動,重い電子異常,四重極秩序,四重極近藤効果,近藤半導体,非通常型超伝導,非フェルミ液体的金属等々,極めて多彩な物性を示すことから,最近大変注目を浴びている.本研究の目的は,その中でも,f電子の4重極相互作用によると思われる重い電子異常,あるいは超伝導を示すPrFe_4P_<12>,PrOs_4Sb_<12>などのPr充填化合物,および,非フェルミ液体異常,近藤半導体異常を示すCeRu_4Sb_<12>,CeOs_4Sb_<12>などのCe充填化合物に焦点を絞り,これらの物質の励起状態や構造の変化を中性子散乱およびX線回折により測定することにより,ミクロスコピックな観点からこれらの物質の電子状態を明らかにすることにある.本年度の研究は10月中旬に始まり,実質的に約5ヶ月しか研究期間がなかったが,この間に,特にCe充填スクッテルダイトCeOs_4Sb_<12>について,中性子散乱による磁気励起の観測等の研究を開始した.この物質は,スクッテルダイト化合物としては,初めての近藤半導体的振る舞いを示す系として興味が持たれており,CeNiSnなどこれまでに研究された近藤半導体物質と比較して研究することが必要である.本年度は,原研の中性子散乱施設にある3軸型分光器を用いて,単結晶試料を用いた中性子非弾性散乱の実験を行い,約6meV以下のエネルギーに,分散のある特異な磁気励起を見いだした.また,高エネルギー研中性子散乱施設において,粉末試料を用いた非弾性散乱実験を行った.その結果,磁化測定などから,約30meV付近にあると予想されていた結晶場励起は見いだせなかった.以上の実験結果については,現時点では,これを解釈するよいモデルはないが,今後の研究により解明されるものと思う.本研究ではまた,中性子散乱実験において用いるCeRu_4Sb_<12>の試料の作成も行い.良質の大型単結晶を得た.

填充方钴矿化合物RT_4X_<12>（R=稀土、T-Fe、Ru、Os、-非金属过渡、铁磁性/反铁磁性、超导性、价态涨落、重电子各向异性近年来，因其表现出规则、四极级、四极近藤效应、近藤半导体、非常规超导、非费米液态金属等多种物理性质而受到广泛关注。它们是重电子异常，被认为是由 f 电子的四极相互作用引起的，我们重点研究了具有超导性的 Pr 填充化合物，如 PrFe_4P_<12> 和 PrOs_4Sb_<12>，以及具有非费米液体异常和近藤半导体的 CeRu_4Sb_<12> 和 CeOs_4Sb_<12> 等 Ce 填充化合物。孔径异常。今年研究的目的是通过中子散射和X射线衍射测量这些材料的激发态和结构的变化，从微观角度阐明这些材料的电子态。今年的研究将于10月中旬开始。实际研究周期只有5个月左右。然而，在此期间，我们开始研究 CeOs_4Sb_<12>（一种 Ce 填充方钴矿），并观察到由于中子散射而产生的磁激发。这种材料是第一个表现出近藤半导体行为的方钴矿化合物，作为一种系统，人们很感兴趣。节目有必要与迄今为止研究的近藤半导体材料（例如CeNiSn）进行比较研究，我们使用样品进行了非弹性中子散射实验，发现低于约6meV的能量。此外，我们在高能研究所的中子散射装置中使用粉末样品进行了非弹性散射实验。结果，磁化测量表明，在约30 meV附近观察到了具有色散的独特磁激发，符合预期的晶体场激发。没有找到。目前还没有很好的模型来解释上述实验结果，但我相信这一点将在未来的研究中得到澄清，我们也创造了质量良好的大单晶。