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.

The filling skutterudite compound RT_4X_<12>(R=rare earth, T-Fe, Ru, Os, X=P, As, Sb) has recently attracted a lot of attention recently because it exhibits extremely diverse physical properties, such as nonmagnetic semiconductors and metals, metal-nonmetal transitions, ferromagnetic and antiferromagnetic, superconductivity, valence fluctuations, heavy electron由于R，T和X原子的结合，由于R，Temode左侧效应，四极孔临床效应，近多半导体，非正常超导性，非弗米液体金属等，由于R，T和X原子的结合，它引起了很多关注。 Among these, the purpose of this study is to show that heavy electron abnormalities that are thought to be due to the quadrupole interaction of f electrons, and The focus is on Pr-filled compounds such as PrFe_4P_<12> and PrOs_4Sb_<12> exhibiting superconductivity, and Ce-filled compounds such as CeRu_4Sb_<12> and CeOs_4Sb_<12> exhibiting non-Fermi liquid异常和近代半导体异常，以及通过通过中子散射和X射线衍射测量这些物质激发态和结构的变化，从微观的角度揭示了这些物质的电子状态。今年的研究始于10月中旬，基本上仅五个月的研究期。尽管没有，但在此期间，我们开始研究中子散射对磁激发的观察，尤其是对于CE填充的Skutterudite CEOS_4SB_ <12>。该材料作为一种Skutterudite化合物作为一种系统，它首次表现出近藤半导体行为，并且有必要与先前研究的近藤半导体材料（如Cenisn）进行研究。今年，我们使用位于档案研究所的中子散射设施的3轴光谱仪使用单晶样品进行了中子非弹性散射的实验，并使用单晶样品进行了中子非弹性散射的实验，并且发现6 MEV的实验比6 MEV少了6 MEV。我们发现了一种独特的磁激励，并在nergy中分散。我们还使用粉末样品在高能量研究所中子散射设施上进行了非弹性散射实验。结果，我们发现磁化测量值没有预期的晶体场激发，预计将大约30 meV。上述实验结果目前尚不可用，但我认为将来的研究将解释这一点。在这项研究中，我们还创建了用于中子散射实验的CERU_4SB_ <12>的样本，并获得了高质量的大型单晶。