100テスラ強磁場下での近藤半導体イッテルビウム12ホウ化物の磁気応答探究

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前年度に引き続き、近藤半導体YbB_<12>のエネルギーギャップが、パルス磁場によって約50テスラでつぶれ、金属非金属転移を起こす機構を、LuほかSc置換による転移磁場近辺の磁化と磁気抵抗、ホール効果変化から探った。用いたマグネットはパルス幅34msecの準等温過程を実現できるロングパルス磁石(最大58テスラ)測定に用いた試料のLu濃度は1%と5%、さらに2%,0.5%で、磁場方位は[100],[110],[111]と3方向を調べた。1. YbB_<12>は1K以下の低温において20～50Tの磁場範囲で,2桁もの負の磁気抵抗を示し,エネルギーギャップバンド間で,異方的c-f混成由来の励起子バンド形成による階段構造が出現した。2. 10%以上のLu置換では,YbB_<12>でのin-gap状態を伴う2段ギャップ状態はつぶれ、フェルミ準位で有限の状態密度を有する単一の擬ギャップ状態に移る。その擬ギャップは,近藤効果一重項由来と考えられ、ギャップそのものの大きさはLu置換量が40-50%まで約200Kのままである。3. x=0から0.05までは,2段ギャップを形成するが、これはc-f混成のコヒーレント効果により生じたものと解釈できる。転移磁場50テスラ以降の強磁場領域では2段目のギャップは消え、擬ギャップ状態しか残らず、フェルミ準位に有限の状態密度を持つ半金属(擬ギャップ)状態になったものと考えられる。100T磁場による磁化過程の検証は引き続き次年度で推進していく。