特殊環境に置かれたf電子の不安定性

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本来の目的である、希土類元素と自然では溶け合わないTa、V等原子半径が大きく異なり“固い"元素とを人工多層膜として、強制的に隣り合せ希土類の物性を探索することは、多くの困難に遭遇して計画に比べ進行が遅れてしまったが、ようやくCe/Ta多層膜の育成に成功し、物性測定できる段階となった。その結果、室温蒸着では、Ce厚100Åでもほぼ非晶質になっていることが見出された。非晶質Ceの物性も興味を持たれてきたが、普通の方法では酸化性のためこれまで物性測定の例はない。帯磁率の測定を行ったところ高温側でほぼgamma相の値に一致しており、降温とともに増加し続ける。降温に伴い、gamma、beta、alpha相変態を起こすバルク結晶とは大きく異なっており、それ自体興味深い。一方、Ce厚さを5Åにすると更に異常であり、室温以下で帯磁率はほぼ温度に依存せず、一見室温からalpha相が安定化しているような振る舞いを示す。これは、我々が正に期待したことであるが、より明白な結論を出すために更にCe厚さ依存性を測定し、他の物性測定を進めている。平行して、f電子を含まない金属多層膜の電子輸送効果を測定し、巨大磁気抵抗効果(GMR)の関連した熱伝導度の磁場依存性を測定するのに成功した。異常ホール抵抗の磁場に対するピークを見出し、異常ホール係数のGMRに関連した大きな磁場依存によることを示した。更に、実験・解析はグラニュラー合金にも拡張した。一方、希土類化合物の不安定性については、これまで極めて安定な典型例と考えられていたCeGa_2のCeサイトをYで置き換え、格子定数収縮による混成の増大効果、希釈によるRKKY相互作用の減少の影響を調べた。この結果、Ce希薄領域で近藤効果が観測され、CeGa_2は考えらえていたほど安定なのではなく、RKKY相互作用が微妙に近藤効果の出現を抑制していることが分かった。