複合極限場における希土類アンチモン化合物の電子物性の研究

希土類アンチモン化合物RSb_2は希土類元素Rを変えることによって強磁性や反強磁性、超伝導となるなど多様な物性を示す。特にPrSb_2においてCDW転移によるものと考えられる電気抵抗の異常や磁気転移点の圧力効果についてこれまでいくつかの報告をしてきた。本研究は、R=La、Ce、Pr、Nd、Smの良質な単結晶育成に成功したアイオワ州立大学のCanfie1d博士のグループとの共同研究であり、これらの5つの物質について主に高圧下の電気伝導性に着目し、この系の特異な電子構造の層間距離依存、R依存等についての情報が得ることが目的である。RSb_2の電気抵抗の温度依存性は、CeSb_2で近藤様効界が、PrSb_2とNdSb_2でCDW転移が見られる以外は、通常の金属的なふるまいをする。低温では磁気秩序にともなう電気抵抗の減少が観測される。室温で圧力増加にともなう電気抵抗の不連続な減少が起こり、その圧力はRの原子番号とともにより高圧で観測される傾向にあることが、これまでの2GPa以下の測定でわかっていたが、SmSb_2の電気抵抗を8GPaまで測定したところ、やはり3.5GPa付近でそれに相当する異常が起こることがわかった。また、その前後の圧力範囲で電気抵抗は温度に対して小さなヒステリシスをもっている。現段階では結晶変態が起こっていると予想している。また、CeSb_2では15K付近のキュリー点が圧力と共に低下し消失した後、典型的な重い電子系に見られる圧力依存性、すなわち価数揺動が強くなっていくふるまいが見られた。キュリー点の消失圧力では、超伝導等の発現が期待される。もしそうならばCe系の強磁性体では初めての例となる。今後、より低温での実験研究が期待される。

希土類アンチモン化合物RSb_2は希土類元素Rを変えることによって強磁性や反強磁性、超伝導となるなど多様な物性を示す。特にPrSb_2においてCDW転移によるものと考えられる電気抵抗の異常や磁気転移点の圧力効果についてこれまでいくつかの報告をしてきた。本研究は、R=La、Ce、Pr、Nd、Smの良質な単結晶育成に成功したアイオワ州立大学のCanfie1d博士のグループとの共同研究であり、これらの5つの物質について主に高圧下の電気伝導性に着目し、この系の特異な電子構造の層間距離依存、R依存等についての情報が得ることが目的である。RSb_2の電気抵抗の温度依存性は、CeSb_2で近藤様効界が、PrSb_2とNdSb_2でCDW転移が見られる以外は、通常の金属的なふるまいをする。低温では磁気秩序にともなう電気抵抗の減少が観測される。室温で圧力増加にともなう電気抵抗の不連続な減少が起こり、その圧力はRの原子番号とともにより高圧で観測される傾向にあることが、これまでの2GPa以下の測定でわかっていたが、SmSb_2の電気抵抗を8GPaまで測定したところ、やはり3.5GPa付近でそれに相当する異常が起こることがわかった。また、その前後の圧力範囲で電気抵抗は温度に対して小さなヒステリシスをもっている。現段階では結晶変態が起こっていると予想している。また、CeSb_2では15K付近のキュリー点が圧力と共に低下し消失した後、典型的な重い電子系に見られる圧力依存性、すなわち価数揺動が強くなっていくふるまいが見られた。キュリー点の消失圧力では、超伝導等の発現が期待される。もしそうならばCe系の強磁性体では初めての例となる。今後、より低温での実験研究が期待される。