二次元的強相関電子系物質の探索

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研究課題にあるように本研究では結晶の2次元性が重要であり、そのために研究試料は最初から単結晶であることが要求される。本研究で育成された単結晶試料は以下のとうりである。(1)CePdSb及びその参照物質のLaPdSb (2)CePdAs (3)CePdPこれらの試料は高蒸気圧のプニクトゲンを含んでいるため、密閉系での試料育成(通常はタングステン坩堝を密閉して用いる)が必要であるが、一般にd電子元素(ここではPd)そのままではタングステン坩堝と反応してしまう。我々は、アーク溶解により作成したCeとPdの合金を用いることによりこの問題を解決し、CePdSbやLaPdSbでは1cm以上の大きさの単結晶を得た。これらの単結晶を用いて得られた新たな知見は以下のとうりである。(1)CePdSbは多結晶試料を用いた伝導の測定から当初高濃度近藤物質であるかのような報告があったが、結晶構造(六方晶)に起因して伝導が非常に2次元的になっていることを明らかにした。一方その磁性は強磁性であると考えられていたが、伝導等で見られる約17KのTcに対して比熱は10Kに幅広の山を作る点が問題であった。これに対して精密な磁化測定及び中性子散乱実験から17Kから発達する新たな磁気構造の存在を見出した。また、これに対応する比熱の異常も新たに見出した。(2)CePdAsは今まで全く未知の物質であったが、CePdSbと同様な2次元的な伝導を示すことが見出された。また、比熱及び磁化測定から磁気構造もCePdSbと同時に単純な強磁性ではないことが判明した。(3)CePdPに関する実験は現在進行中である。