幾何学的フラストレーション系における非クラマース二重項基底状態が創る新奇量子現象

几何受挫系统中非克莱默双态基态产生的新颖量子现象

• 批准号: 17740234
• 负责人: 松平 和之
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740234/
• 关键词: 幾何学フラストレーション; パイロクロア酸化物; Pr化合物; 熱電能; 単結晶育成

本研究では幾何学的にフラストレートした磁性体Prパイロクロア酸化物Pr_2M_2O_7において、磁性を担うPrの非クラマース二重項結晶場基底状態に付随するイジング性を有した磁気的自由度及び四極子モーメントによる軌道自由度によって引き起こされる新たな量子現象の探索とその解明を目的として研究を行なった.本年度は以下の2つの試料の研究を進めた.(1)Pr_2Ir_2O_7が示す近藤効果や大きな負の熱電能(〜70Kに極小)の起源解明の為,Prを他の希土類に置換したパイロクロアイリジウム化合物Ln_2Ir_2O_7(Ln=Nd,Sm,Eu,Gd)の研究を進めた.この結果,類似の大きな負の熱電能はLn=Ndでも見られ(〜80Kに極小),フェルミ準位近傍におけるt_<2g>バンドの特異な構造に起因している可能性が高いことが示唆される.近藤効果による振る舞いを明らかにするためには,より低温域での詳細な測定が必要である.また,これまでの報告とは異なりLn_2Ir_2O_7(Ln=Nd,Sm,Eu,Gd)において金属絶縁体転移を示す事を見出した.また,KFフラックス法によりPr_2Ir_2O_7の単結晶育成にも成功した.(2)Pr_2Zr_2O_7の多結晶試料による低温物性の研究を進めた.80mKまでのAC磁化率測定からPr_2Zr_2O_7は長距離相転移を示さず,磁化の緩和が遅くなることを見出した.磁化や比熱の解析からPr_2Zr_2O_7は<111>Ising反強磁性体であると考えられる.また,キセノンランプ四楕円型FZ炉による純良単結晶育成を進めた.前年度にて単結晶試料にてPrサイトの大きな欠損が判明しており,本年度はその改善を行なった.育成方法の工夫により,Prサイトが8%程度欠損している単結晶(SEM-EDS分析から)が得られ改善が見られた.

在这项研究中，我们研究了几何受挫磁性Pr烧绿石氧化物Pr_2M_2O_7，它具有磁性自由度和具有与Pr的非克莱默双态晶体场基态相关的伊辛性质的四极元件，Pr负责磁性。我们开展研究的目的是探索和阐明由矩引起的轨道自由度引起的新量子现象。今年，我们对以下两个样本进行了研究：（1）近藤效应和Pr_2Ir_2O_7表现出的大尺寸。为了阐明负热电势（最低~70K）的起源，我们对烧绿石铱化合物Ln_2Ir_2O_7（Ln=Nd、Sm、Eu、Gd）进行了研究，其中Pr被其他稀土元素取代。结果，类似的大负数在 Ln=Nd 中也观察到了热电势（最小值约为 80K），这表明它很可能是由费米能级附近 t_<2g> 带的独特结构引起的近藤效应引起的行为。 ,因此，需要在低温下进行详细测量。此外，与之前的报道不同，我们发现 Ln_2Ir_2O_7 (Ln=Nd、Sm、Eu、Gd) 表现出金属-绝缘体转变规律。我们还成功地生长了_2Ir_2O_7单晶。(2)我们利用Pr_2Zr_2O_7多晶样品进行了低温物理性质的研究，高达80 mK的交流磁化率测量表明Pr_2Zr_2O_7没有表现出任何长程相变。 ，和磁化强度我们发现Pr_2Zr_2O_7的弛豫速度减慢，磁化强度和比热分析表明Pr_2Zr_2O_7是一种<111>Ising反铁磁材料。我们还利用氙灯四椭圆FZ炉进行了纯单晶的生长。年同时，在单晶样品中发现Pr位点大量损失，今年我们进行了改进。通过设计生长方法，我们获得了Pr位点损失约8%的单晶（SEM-EDS分析） ）），并且看到了改进。

项目成果

Metal–Insulator Transition in Pyrochlore Iridates Ln2Ir2O7 (Ln = Nd, Sm, and Eu)

烧绿石铱酸盐 Ln2Ir2O7 中的金属-绝缘体转变（Ln = Nd、Sm 和 Eu）

• DOI: 10.1143/jpsj.76.043706
• 发表时间: 2007-03-26
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: K. Matsuhira;M. Wakeshima;Ryosuke Nakanishi;Takaaki Yamada;Akira Nakamura;Wataru Kawano;S. Takagi;Y. Hinatsu
• 通讯作者: Y. Hinatsu