新しい原子イメージング法を用いたカゴ状構造内ドーパントの孤立振動の定量評価

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新奇物性の発現には、異元素（ドーパント）の微少量添加（ドープ）で物性を制御することが多く、その場合、格子中で孤立しているドーパントとその周囲の原子構造（局所構造）の静的、動的挙動が、マクロ物性理解の鍵となる。とくに重点スクッテルダイトで代表されるカゴ状物質では、そのカゴ中にある希土類原子の奇妙な振る舞いがマクロ物性に大きな影響を与えることがわかっており、エキゾチックな物性として活発に研究されている。しかし、孤立したドーパントの直接可視化する観測手法はごく限られており、これまでの物性研究では微視的な構造でも平均構造として理解する傾向が強いため、ドーパント挙動の理解はその重要性にも関わらず不十分であった。申請者らは、ドーパント添加が起こす構造変化、すなわち局所構造変化の新しい観測法として白色中性子ホログラフィーを実用化し、軽元素での局所構造の高精度の研究を世界で初めて可能にした。この中で、代表的強相関電子系SmB6, CeB6を含むRB6（R:希土類）において、Smを2%ドープしたYbB6において、Smロープにより、Smに隣接するBカゴが特異な揺らぎを示すことを明らかにし、論文に発表した。本研究ではこの現象をうけて、孤立しているドーパントと局所構造の動的な揺らぎを評価するという新たな視点をもってマクロ物性との関連を解明する。異元素ドープが新奇物性を引き起こす系として、新奇超伝導など多彩な物性を示すカゴ状構造物質でのカゴ中のドーパント挙動に注目する。