圧力下でのドハース効果観測装置の開発と量子相転移におけるフェルミ面の研究

压力下德哈斯效应观测装置的研制及量子相变费米面的研究

• 批准号: 11740203
• 负责人: 摂待 力生
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Osaka 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740203/
• 关键词: ドハース・ファンアルフェン効果; 強相関電子系; 圧力; フェルミ面; 重い電子系; ドハースファンアルフェン効果; 希土類化合物; 単結晶育成

磁気秩序を示すセリウム化合物あるいはウラン化合物に圧力を加えると,磁気秩序相が抑制されるとともに,重い電子状態が発達し,さらには磁気秩序相から重い電子状態への量子状態の変化、すなわち量子相転移の臨界近傍で超伝導状態が現われることが見い出された.本研究では,これらの物質がどのようにして磁気秩序状態から圧力誘起の重い電子状態に移り変わるのかを明らかにするため,まず加圧下でドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果を観測する装置を開発した.前年度の研究成果として、反強磁性体CeRh_2Si_2の純良な単結晶を育成し、この物質において単結晶として初めて加圧下の超伝導の観測に成功した。これまで、この物質では多結晶でのみ超伝導が報告されていたが、本研究により、超伝導下部臨界磁場H_<C2>の異方性の研究や、量子臨界点近傍のフェルミ面の変化の様子を調べることが可能となった。今年度はCeRh_2Si_2に圧力を加えて,ドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果を観測した.その結果、磁気秩序が低温まで生じない臨界状態付近では,重い電子状態が形成され,伝導電子の有効質量が磁気秩序状態に比べて重くなっていることを見いだした.また、最近UGe_2やCeRhIn_5においては、1.5〜2.5GPa近傍の圧力で超伝導転移が報告されている。そこで、これらの物質のdHvA効果の観測をめざし、これまで申請者らが開発してきた圧力セルの限界圧力1.5GPaよりさらに高圧でdHvA効果を観測するための圧力セルの開発を行った。これまでの圧力セルの原料はBeCuを原料としていたが、本研究ではCoを含むMP35Nとよばれる材料を用いて製作を行った。この材料はBeCuにくらべ1.5倍ほど硬く、製作は困難を伴ったが、完成にこぎつけた。今後、この圧力セルを用いての実験を継続していく予定である。

Magnetic を 気 order shown す セ リ ウ ム compound あ る い は ウ ラ ン compound に pressure を plus え る と, magnetic 気 order phase が inhibit さ れ る と と も に, heavy い electronic state が 発 し, さ ら に は magnetic 気 order phase か ら status い electronic へ の quantum state の variations, す な わ ち quantum phase planning move の critical nearly alongside で super 伝 guide state が now わ れ る こ と が see い out さ れ Youdaoplaceholder0. This study で は, こ れ ら の material が ど の よ う に し て magnetic 気 order status か ら pressure induced の moving status い electronic に り - わ る の か を Ming ら か に す る た め, ま ず plus 圧 under で ド ハ ー ス · フ ァ ン ア ル フ ェ ン (dHvA) working fruit を 観 す measurement る device を open 発 し た. Research achievements before the annual の と し て, strong anti magnetic body CeRh_2Si_2 の virtuous な 単 crystal を し bred, こ の material に お い て 単 crystallization と し て early め て plus 圧 の under super 伝 guide の 観 に measuring success し た. こ れ ま で, こ の material で は more crystalline で の み super 伝 guide が report さ れ て い た が, this study に よ り, super 伝 guide the lower critical field H_ (C2 > の square difference の research や, quantum critical point nearly alongside の フ ェ ル ミ surface の variations change の others child を adjustable べ る こ と が may と な っ た. Our は CeRh_2Si_2 に pressure を plus え て, ド ハ ー ス · フ ァ ン ア ル フ ェ ン (dHvA) working fruit を 観 measuring し た. そ の results, magnetic 気 order が cryogenic ま で raw じ な い critical state pay nearly で は, heavy い electronic state が form さ れ, 伝 guide electronic の has working quality が magnetic 気 order status に than べ て heavy く な っ て い る こ と を see い だ し た. ま た, recently UGe_2 や CeRhIn_5 に お い て は, 1.5 ~ 2.5 GPa nearly alongside の pressure で super 伝 guide planning move が report さ れ て い る. そ こ で, こ れ ら の material の dHvA unseen fruit の 観 measuring を め ざ し, こ れ ま で applicants ら が open 発 し て き た pressure セ ル の threshold pressure 1.5 GPa よ り さ ら に high 圧 で dHvA unseen fruit を 観 measuring す る た め の pressure セ ル の open 発 を line っ た. こ れ ま で の pressure セ ル の materials は BeCu を materials と し て い た が, this study で は Co を containing む MP35N と よ ば れ を る materials with い て production line を っ た. <s:1> <s:1> the material of <s:1> BeCu is にくらべ1.5 times ほ <s:1> hard く, <s:1> difficult to make を accompanied by ったが, and completed に ぎ ぎ けた けた けた けた. In the future, the <s:1> <s:1> pressure セ セ を を will be determined by the <s:1> て <s:1> experiment を継続 <s:1> て く く く く である.

项目成果

R.Settai et al.: "Cylindiral Fermi surfaces in rare-earth and actinide compounds"Physica B. 281 & 282. 758-760 (2000)

R.Settai 等人：“稀土和锕系化合物中的圆柱费米表面”Physica B.281

S.Takayanagi et al.: "Pressure Effect on the Cooperative Jahn-Teller Transition in PrCu_2"Physica B. (in printing).

S.Takayanagi 等人：“压力对 PrCu_2 中合作 Jahn-Teller 转变的影响”Physica B.（印刷中）。

S.Araki et al.: "De Haas-van Alphen Effect in CeNi under Pressure"Physica B. (in printing).

S.Araki 等人：“压力下 CeNi 中的 De Haas-van Alphen 效应”Physica B.（印刷中）。

T.Hanemoto et al.: "Metamagnetic Transitions of CeRh_2Si_2 under High Fields and High Pressures at Various Temperatures"Physica B. (in printing).

T.Hanemoto 等人：“各种温度下高场和高压下 CeRh_2Si_2 的变磁转变”Physica B.（印刷中）。

S.Araki et al.: "De Haas-van Alphen effect in CeNi under pressure"Physica B. 281 & 282. 736-737 (2000)

S.Araki 等人：“压力下 CeNi 中的 De Haas-van Alphen 效应”Physica B. 281