非磁性アモルファス合金の電子輸送現象

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電子輸送現象を論ずる場合、非磁性アモルファス合金を電子構造のちがいによって更に2つのグループ(G4,G5)に分類して議論すべきであるという我々の主張を実験的に確証した。G5は主として単純金属から成るアモルファス合金で、フェルミレベルがspバンド内にあり、温度に依存しない小さな常磁性又は反磁性磁化率を示す。一方G4は遷移金属を成分として含むアモルファス合金で、フェルミレベルはdバンド内にあり、温度に依存しないがG5にくらべて大きな常磁性磁化率をもつ。この研究では、第一に、G5アモルファス合金の熱電能が一般化されたFaber-Ziman(F-Z)理論の範囲でいかに説明できるかを調べるために、48種のMg-基アモルファス合金について熱電能の系統的な測定を行い、電子-フォノン相互作用を取入れた熱電能の計算を行った。その結果、G5アモルファス合金の熱電能の符号および温度依存性は、この理論の範囲で定性的に説明できること、また、電子-フォノン相互作用は低温での熱電能の増大効果の他に、電子の緩和時間による比較的高温領域での減少効果を生ずることを明らかにした。第二に、G5に属するMg-Cuアモルファス合金の比抵抗(ρ)の測定を行い、バルク試料のρ-T曲線は一般化したF-Z理論で説明できるが、膜厚が500【A!°】以下の試料では2次元の弱い局在効果によると考えられる比抵の異常な振舞いを見出した。第三に、【Cu_(50)】【Zr_(50-x)】【Al_x】および【Cu_(50)】【Ti_(50-x)】【Al_x】アモルファス合金について、電子比熱、ホール係数、比抵抗、磁化率および熱電能の系統的な測定を行った結果、Zr、TiがそれぞれAlでおきかえられるにつれて、フェルミレベル近傍の電子構造はd-dominantからSp-dominantになるとともに、電子輸送係数に明白な変化が見出された。このことは、同じ非磁性合金であってもG4とG5は電子輸送現象を論ずる場合、同一にして扱うことのできない明白な証拠であると考える。