希土類化合物の量子臨界点近傍における量子状態の研究

稀土化合物量子临界点附近量子态的研究

基本信息

批准号：
11J56433
负责人：
廣瀬雄介
金额：
$ 0.38万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

物質探索・超伝導・メタ磁性を切り口として量子臨界点近傍における物理現象の研究を行なってきた。以下、その成果をそれぞれ示す。○物質探索Ce化合物に対してYb化合物では4f電子を媒介とした超伝導の例がほとんどない。NIMSのデータベースによると、YbとGaの二元系の物質で超伝導を示す物質があるのだが、明示する論文はない。そこで、Yb-Gaの二元系の物質であるYbGa_6,YbGa_5,YbGa_4の単結晶育成に取り組んだ。その中でYbGa_4の単結晶育成に初めて成功した。この物質ではf電子が伝導に関与せずYbイオンは二価の状態であることがわかった。○超伝導結晶構造に反転中心がない系ではスピン一重項と三重項が混ざった超伝導が発現すると理論的に言われている。Ce系ではCeIrSi_3など空間反転対称性のないことを反映した超伝導が示唆されているがLa化合物では少ない。超伝導体LaNic2が候補の一つであり、過去の研究では三重項状態と通常のBCS超伝導のどちらの主張も存在する。過去の実験は全て多結晶体を用いて行われていたものであり、単結晶を育成し超伝導とフェルミ面に関して研究を行なった。比熱測定より、BCS型の超伝導体であるとわかった。また純良な結晶であったのでdHvA振動が得られ、反対称性スピン軌道相互作用で分裂したフェルミ面を観測した。○メタ磁性重い電子系化合物YbT_2Zn_<20>(T:Co,Rh,Ir)やUT_2Zn_,20>(T:Co,Ir)において磁化率に極大をもつ温度以下で重い電子系特有のメタ磁性を転移磁場Hmで観測してきた。UIr_2Zn_<20>においてホール抵抗の磁場依存性を調べるとHmで急激に変化しており、メタ磁性に伴う電子状態の大きな変化を示唆する興味深い結果を得た。

我一直在研究量子临界点附近的物理现象，重点是材料探索、超导和超磁性。结果如下所示。 ○材料检索与Ce化合物相比，Yb化合物中几乎没有4f电子介导的超导实例。根据NIMS数据库，有Yb和Ga二元材料表现出超导性，但没有论文明确指出这一点。因此，我们致力于生长YbGa_6、YbGa_5和YbGa_4（Yb-Ga二元材料）的单晶。其中，我们首次成功生长出YbGa_4单晶。研究发现，在该材料中，f电子不参与传导，Yb离子处于二价状态。 ○理论上说，在超导晶体结构不具有反转中心的体系中，会出现单重态和三重态自旋混合的超导性。 CeIrSi_3 中已经提出了反映空间反演对称性缺乏的超导性，但这在 La 化合物中很少见。超导体 LaNic2 是候选者之一，过去的研究已经论证了三重态和常规 BCS 超导性。过去所有的实验都是使用多晶进行的，我们生长了单晶并进行了超导和费米表面的研究。比热测量表明它是BCS型超导体。此外，由于它是纯晶体，因此获得了 dHvA 振荡，并且观察到由于反对称自旋轨道相互作用而导致的费米面分裂。 ○超磁性重电子化合物YbT_2Zn_<20>(T:Co,Rh,Ir)和UT_2Zn_,20>(T:Co,Ir)在磁化率达到最大值的温度以下表现出重电子系统的超磁性特征。在过渡磁场 Hm 中已经观察到了这一点。当我们研究 UIr_2Zn_<20> 中霍尔电阻的磁场依赖性时，我们发现它随 Hm 快速变化，这是一个有趣的结果，表明与亚磁性相关的电子态发生了巨大变化。