光学的及び光電的測定によるアクチナイド化合物の電子状態の研究

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本研究の主目的は、アクチナイド化合物の電子構造を光電子分光、逆光電子分光および遠赤外分光実験により研究することである。アクチナイド化合物は、局在性の高い5f電子によってもたらされる電子間の相関相互作用の結果として高濃度近藤効果や重いフェルミ粒子の超伝導などの多彩な物性を示す一方で、化合物によっては、遍歴性の3d遷移金属またはその合金のような性質をもつ。本年度には、研究実施計画の中核をなすX線逆光電子分光(Bremsstrahlung Isochromat Spectroscopy,BIS)のための実験装置の建設、二・三のウラン化合物に対するシンクロトロン放射を用いた光電子分光実験、Ce化合物や酸化物高温超伝導体などのアクチナイド化合物中の電子素過程と関連のある電子素過程を示す物質の光学的性質の観測とその結果の解析などが行われた。X線逆光電子分光実験装置は、同時にXPS(X線光電子分光)の測定ができるようにしたものでこれによって、占有電子状態と非占有電子状態の両方の状態密度が同一試料に対して、その場観測で求めることができる。これは、5f電子の原子内クーロンエネルギーを与えるほかに、フェルミ準位の上下での状態密度の変を与えてくれる。本年度には、装置の全体が搬入・据付けられた。さらに、計測自動化のためのプログラムが完成した。現在更に調整が続行中であり、次年度始めには、全システムが稼動状態に入る予定である。ウラン化合物の光電子分光実験において取上げられた物質は、UGe_2おびU_3Ge_4である。Uは5d電子と5f電子の共鳴励起の結果として、約92eV付近の光による5f電子のイオン化断面積が極めて小さくなり、かつ、約97eV付近の光では逆に大きくなる。これを利用して5f電子による部分的状態密度曲線を求めた。その結果のみからは、得られた状態密度曲線にフェルミ準位の下に極大が存在するかどうかは判断できず、X線逆光電子分光の実験が必要である。