Ｓｍ強相関電子系における局所対称性の効果

Sm强关联电子体系局域对称性的影响

• 批准号: 15J07736
• 负责人: 伏屋 健吾
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J07736/
• 关键词: 強相関電子系; Sm化合物; 磁場誘起電荷秩序; 部分無秩序; 幾何学的フラストレーション; イジング異方性; 充填スクッテルダイト; カゴ状化合物; 強相関電子系; Sm化合物; 磁場誘起電荷秩序; 部分無秩序; 幾何学的フラストレーション; イジング異方性; 充填スクッテルダイト; カゴ状化合物

申請者は、Smイオンがもたらす特異な強相関電子物性の探索を、Smサイトの持つ局所対称性に着目して行った。①高い局所対称性がf電子の縮重度をもたらす充填スクッテルダイトSmRu4P12と、②低い局所対称性により軌道自由度による縮退がなく大きな磁気異方性を持つ正方晶1-2-2化合物を中心に、幅広く基礎物性を調べ、以下の新奇物性を発見した。①SmRu4P12の純良単結晶を育成し、それを用いた放射光共同実験により、「磁場誘起電荷秩序」の新奇現象を世界で初めて観測した。２つの秩序相の存在の可能性が過去の研究により指摘されていたが、単結晶を用いた磁化と比熱の精密測定により、磁場温度相図の実験的確定に初めて成功した。その結果、２つの相が低磁場領域で連続的につながっており、高磁場中で磁気的異方性が顕著に発達していることを明らかにした。この発見は、今後の磁場誘起電荷秩序の理論モデル構築において、重要な制限を与える。また電子輸送測定により、少数キャリアポケットが残る補償半金属状態にあることを見出した。②SmPt2Si2の単結晶育成に世界で初めて成功し、その低温物性測定から、２つの磁気秩序相を発見した。パルス強磁場測定を組み合わせ、磁場温度相図を決定し、完全イジング磁気異方性を持つ結晶場基底状態を確定した。本系におけるもっとも重要な発見は、反強磁性状態であるにも関わらず、磁化率が低温増大する磁性異常である（約70％ものSm磁気モーメントが無秩序の状態にあることを示唆）。この相内で観測された大きな電子比熱係数は、部分無秩序Smサイト上を重い有効質量を獲得した準粒子が遍歴する「近藤副格子」の形成の可能性を示唆している。過去に前例のない複合強相関電子状態を研究する上で、本系が重要な候補物質であることを指摘した（日本物理学会欧文誌の注目論文に選出）。

申请人搜索SM离子带来的独特相关的电子特性，重点是SM站点的局部对称性。我们广泛研究了基本特性，重点是1）填充的Skutterudite Smru4p12，其中高局部对称性导致F-电子的退化，以及2）四方1-2-2化合物，由于局部对称性低，由于局部对称性低，并且由于轨道自由而没有变性。 1）通过使用SMRU4P12的纯良好单晶进行同步辐射的联合实验，在世界上首次观察到“磁场诱导的电荷顺序”的新现象。先前的研究指出了两个有序阶段的可能性，但是使用单晶进行了磁化和特定热量的精确测量，该测量首次成功地确认了磁场温度相图。结果，揭示了这两个阶段在低磁场区域连续连接，并且该磁各向异性在高磁场中显着发展。这一发现在未来的理论模型构建磁场诱导的电荷顺序中提出了重要的局限性。此外，已经发现电子传输测量值是少数载体口袋处于其保留的补偿性半学状态。 ②通过其低温物理特性发现了世界上第一个成功的SMPT2SI2的成功单晶生长，并发现了两个磁有序的相。将脉冲的强磁场测量结果组合在一起，以确定磁场温度相图，并用完整的ISING磁各向异性确定晶体场基态。该系统中最重要的发现是磁异常，尽管具有抗磁性状态，在低温下增加了磁敏感性（这表明大约70％的SM磁矩处于无序状态）。在此阶段观察到的大型电子特异性热系数表明，形成“近代sublattice”的可能性，其中在部分失调的SM位点获得了重量有效的质量的准粒子被传递。它指出，该系统是研究以前从未见过的复杂相关的电子状态的重要候选物质（被选为欧洲日本物理学会杂志的流行论文）。