アクチナイド化合物のフェルミ面の研究

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アクチナイド化合物の5f電子は、局在性の強い希土類化合物の4f電子と、遍歴性を示す遷移金属化合物の3d電子の中間に位置している。その特異な物理的性質の解明は、物性基礎論のみならず、新しい磁性・超伝導材料の応用的開発の見地からも極めて重要となっている。価数揺動・高密度近藤状態など、伝導電子と4f電子との結合による多体電子状態は、Ce、Sm、Ybなどの希土類イオンを含む化合物の特異な磁性・超伝導の本質であり、国内外で精力的に研究されている。類似した異常磁性はウランを中心としたアクチナイド化合物の5f電子系においても見出され、その基本物性の解明は本重点領域研究「アクチナイド化合物の物性」の基本課題である。これらのf電子系に共通して見られる特徴は、極めて大きな有効質量をもつ重い電子の存在である。重い電子は、異常磁性を示すだけではなく、UP_<t3>などでは超伝導を示す場合もあり、酸化物高温超伝導体と本質的類似性がある。本研究班では、極低温(10mK)、強磁場(14.5T)下での超音波、帯磁率等の精密測定をおこない、アクチナイド化合物、希土類化合物の重い電子系のフェルミ面構造、有効質量の詳細な実験を目標にしている。極低温下でのdHVA効果の実験に必要である大型希釈冷凍機の独自開発は、本計画研究の中心課題であり、東北大学科学計測研究所附属工場で設計製作をおこなっている。科研に設置された第1号機は完成し、試運転が進められている。東北大理に設置される第2号機は設計が終了し製作が進められている。超伝導磁石は、納入後に重大な欠陥が見出され、修理をおこなっていたが、完了し次年度当初から予定の実験が始められる。勿論、既存の^3Heクライオスタットを用いた研究は精力的に進められ、UC、UB_<12>などのアクチナイド化合物でdHVA効果の観測に成功するなど少しずつではある成果が出ている。