スピン軌道相互作用が誘起するフェルミ液体不安定性と奇パリティ多極子秩序

Cd2Re2O7は、Re5+イオンが四面体からなるパイロクロア格子をもち、2個の5d電子が遍歴する金属物質となる。Ts1 = 200 Kと Ts2 = 120Kで逐次転移を示し、Tc = 1.0 Kで超伝導になる。結晶構造は高温の立方晶からTs1で空間反転対称性を失い、僅かに歪んで正方晶(Ⅱ相)となり、Ts2で別の正方晶(Ⅲ相)に変化する。2つの転移で電気抵抗の変化など劇的な物性変化が起こることから、電子系の不安定性を起源する相転移と考えられている。昨年度の研究では、5d電子系パイロクロア酸化物Cd2Re2O7におけるスピン軌道相互作用の役割とそれを起源とするフェルミ液体不安定性の理解のために、対称性の破れを伴う逐次相転移における構造変化を詳細に調べた。良質な単結晶試料を用いて高分解能放射光X線回折実験を行い、Ⅱ相、Ⅲ相の結晶構造の空間群が確かにI-4m2、I4122であることを示した。さらに新規な発見として、2つの相の間の100-120Kの狭い温度範囲に、これまで知られていなかった直方晶相F222が存在する事を明らかにした。この相を、高圧下ですでに報告されているX相までに続くものとして、XI相と名付けた。格子定数の温度変化を精密に決定し、すべての転移が２次転移であること、XI-Ⅲ相間で格子定数が特異な温度変化を示すことを明らかにした。これらの結果はスピン結合金属における多様なフェルミ液体不安定性の存在を明示するものである。

Cd2Re2O7は、Re5+イオンが四面体からなるパイロクロア格子をもち、2個の5d電子が遍歴する金属物質となる。Ts1 = 200 Kと Ts2 = 120Kで逐次転移を示し、Tc = 1.0 Kで超伝導になる。結晶構造は高温の立方晶からTs1で空間反転対称性を失い、僅かに歪んで正方晶(Ⅱ相)となり、Ts2で別の正方晶(Ⅲ相)に変化する。2つの転移で電気抵抗の変化など劇的な物性変化が起こることから、電子系の不安定性を起源する相転移と考えられている。昨年度の研究では、5d電子系パイロクロア酸化物Cd2Re2O7におけるスピン軌道相互作用の役割とそれを起源とするフェルミ液体不安定性の理解のために、対称性の破れを伴う逐次相転移における構造変化を詳細に調べた。良質な単結晶試料を用いて高分解能放射光X線回折実験を行い、Ⅱ相、Ⅲ相の結晶構造の空間群が確かにI-4m2、I4122であることを示した。さらに新規な発見として、2つの相の間の100-120Kの狭い温度範囲に、これまで知られていなかった直方晶相F222が存在する事を明らかにした。この相を、高圧下ですでに報告されているX相までに続くものとして、XI相と名付けた。格子定数の温度変化を精密に決定し、すべての転移が２次転移であること、XI-Ⅲ相間で格子定数が特異な温度変化を示すことを明らかにした。これらの結果はスピン結合金属における多様なフェルミ液体不安定性の存在を明示するものである。