アクチナイド化合物の電子構造とフェルミ面の研究

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スピン軌道相互作用を摂動で取り入れたLAPW法のバンド計算UB_<12>について行い、フェルミ面の極値断面積を計算し実験結果との比較検討した。フェルミ面の実験が行われているアクチナイド化合物が少ないので同じf電子系のYCu_2、LaNi、LaCu_6の計算も行い実験との比較を行った。UB_<12>はU間距離が5.28Aと大きいにもかかわらずバウリ常磁性を示しUの固有磁気モ-メントは消失しているように見える物質であり、立方晶でありフェルミ面の解析をしやすい。局所密度近似を近似を用いた通常のLAPW法によるバンド計算を行ったところ、Uの5f電子はBの2p電子と強く混成し0.2Ryという広いバンド幅を持ち遍歴的な性質を持つことが解った。フェルミ面はP点を中心とした2つの閉じたフェルミ面と2つの多重連結したフェルミ面からなり、最近のドハ-スファンアルフェン(dHvA)効果の実験から得られた結果をほぼ説明する。計算された極値断面積と実験で得られたdHvA振動数には1割程度の差があるがこれについては二つの原因が考えられる。一つは5f電子に対する局所密度近似の悪さであり、もう一つはスピン軌道相互作用を摂動で取り入れていることの精度の悪さである。これらについては今後他の方法を用いて計算を行い検討する必要があると考えられる。サイクロトロン質量に関してはほぼ実験と一致した結果が得られたが、低温での比熱の係数γは実験の6割しかなく、磁場中で有効質量が減少していると考えられる。他の稀土類化合物に関しても同様の計算でほぼ実験を再現するフェルミ面を得ることが出来た。全体的に計算されたフェルミ面の方が大きいという結果が得られた。これはf電子のいない参照系の結果であり、d電子に対しても局所密度近似の悪さを示唆するものである。