PrFe_4P_<12>の圧力誘起金属-絶縁体転移の機構解明と新たな圧力誘起相の探索

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本研究では高圧下でスクッテルダイト構造を反映した特徴的な物性を探索し,その発現機構を明らかにすることを目的としている.1.PrFe_4P_<12>の圧力誘起金属-絶縁体(M-I)転移PrFe_4P_<12>の圧力誘起M-I転移の発見に引き続き,その起源解明に向けて磁化、ホール効果、NMR測定を行った.発見当初は低温の電気抵抗上昇の原因として磁気散乱の急激な増加の可能性も考えられたが,高圧下ホール効果測定を行い,バンド絶縁体状態が実現していることを見出した.また,高圧下NMR測定を行い金属状態から絶縁体状態への変化がクロスオーバー的な現象ではなく相転移であることを明らかにした.NMRスペクトルと磁化測定の結果から絶縁体相は約2μ_B程度の磁気モーメントを持つ反強磁性秩序相であることが分かった.2.その他のスクッテルダイト化合物における新たな圧力誘起相の探索PrFe_4Sb_<12>,PrOs_4Sb_<12>,PrOs_4P_<12>,NdFe_4P_<12>,NdOs_4Sb_<12>,NdRu_4Sb_<12>,SmOs_4Sb_<12>,LaFe_4P_<12>,LaRu_4P_<12>,LaFe_4Sb_<12>における4GPaまでの圧力効果を調べた.この中で圧力効果の大きかったものとして重い電子系物質SmOs_4Sb_<12>があげられる.常圧のSb-NQR測定において2Kの強磁性転移が本質的であることを明らかにしたが,この2Kのキュリー温度は加圧と共に急激に上昇していくことが分かった.つまり,SmOs_4Sb_<12>は常圧で強磁性臨界点の近傍に位置していることを意味している.このような系は過去にCe系,Yb系では報告があるが,Sm系では初めてである.また,このことが重い準粒子形成に大きく寄与していると考えられる.