高圧MANES測定による圧力誘起4f電子転移の定量解析

通过高压 MANES 测量对压力诱导的 4f 电子跃迁进行定量分析

• 批准号: 09750736
• 负责人: 板倉 賢
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750736/
• 关键词: 高圧実験; f電子系; ダイヤモンドアンビルセル; 価数揺動状態; セリウム合金; 高密度近藤効果; X線吸収端近傍構造; 放射光実験; X線吸収スペクトル; 4f電子転移

新たに設計・製作した非対称ペア型ダイヤモンドアンビルセルを用いて、高圧下でのCeL_<III>収端近傍構造(XANES)スペクトルを測定する技法の開発に取り組み、圧力誘起4f電子転移(Ce価数の圧力依存性)の定量的評価法を確立した。この新技法を用いて、電気抵抗に異常な圧力効果を見出したβ-Ce_3Al合金相における高圧XANESスペクトルを実測し、高圧下で異常物性(高密度近藤効果)が発現する際の4f電子状態について考察した。得られた結果を以下に示す。1. 極薄ダイヤモンド(0.8mm)を片側に用いた非対称ペア型アンビルとし、この薄型アンビルを貫いて試料に放射光を入射した際に放出される蛍光X線を特殊形状のべリリウムガスケットを通して半導体検出器で検出することで、Ce^<3+>(4f^l)とCe^<4+>(4f^0)に対応する2つの吸収ピークを明瞭に分離したS/N比の高い高圧XANESスペクトルが実測できた。2. β-Ce_3Al合金相では室温での比抵抗値が圧力と共に大きくなり、5GPaでは室温の値の約1.2倍に増大する。また電気抵抗は、常圧下では温度低下と共に直線的に減少するが、僅かに加圧(2.3GPa)するだけでCepd_3相の常圧での値やCePd相の約4GPaでの値に匹敵するほど顕著な高密度近藤効果が現れる。3. 種々の高圧下におけるCeL_<III>-XANESスペクトルを測定した結果、いずれの圧力下においてもCe^<3+>(4f^1)に対応する鋭い吸収ピークしか観察されず、少なくとも8GPaまではβ-Ce_3Al合金相中でのCeは3.0価を保つ。以上の結果は、β-Ce_3Al合金相では高Ce組成で且つ3.0価を保った極めて高密度なスピン状態において高密度近藤効果が発現する可能性を示唆しており、これまで提案されている高密度近藤効果の発現機構では説明できない極めて興味深い現象が見出された。

The new design, fabrication, and quantitative <III>evaluation of the pressure-induced 4f electron shift (pressure-dependence of Ce number) were established for the development of techniques for the measurement of CeL_(2-x) Near-End Structures (XANES) under high pressure. This new technique was applied to investigate the 4f electron state when abnormal physical properties (high density Kondo effect) occurred in β-Ce_3Al alloy phase. The results are shown below. 1. Very thin film (0.8mm) is used on the side of the wafer. When radiated light is incident on the sample, this thin insulator emits light X-rays that can be detected by a semiconductor detector in a special shape. Ce^&lt;3+&gt;(4f^1) and Ce^&lt;4+&gt;(4f^0) are the two most important components of the absorption spectrum. 2. The specific resistance of β-Ce_3Al alloy phase increases from room temperature to 5GPa by about 1.2 times. The electrical resistance decreases linearly with temperature drop under normal pressure, and decreases linearly with increasing pressure (2.3GPa). The constant pressure of Cepd_3 phase and CePd phase decreases linearly with increasing pressure (2.3GPa). 3. CeL_<III>-XANES can be used to measure Ce3 + in β-Ce3Al alloy phase under high pressure. Ce3 + in β-Ce3Al alloy phase can be measured under high pressure. The above results indicate that it is possible to develop high density Kondo effect in β-Ce_3Al alloy phase with high Ce composition and high density Kondo effect in high density state, which explains the phenomenon of high density Kondo effect in high density state.