高圧下での重い電子系のドハース・ファンアルフェン効果の研究

高压重电子系统德哈斯-范阿尔芬效应研究

• 批准号: 04J07962
• 负责人: 宍戸 寛明
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J07962/
• 关键词: 重い電子系; CeRhIn_5; 磁性; 超伝導; 高圧; CeCoIn_5

Ce原子は4f軌道に電子を1個もち,局在した4f電子がCe化合物の磁性を担っている.4f電子間には伝導電子を媒介としたRKKY相互作用が働いており,磁気モーメントをそろえ磁気秩序状態を安定化させる.一方で,伝導電子と4f電子が混成し,磁気モーメントを消失させる近藤効果も同時に働いている.RKKY相互作用と近藤効果は互いに競合している.RKKY相互作用と近藤効果が拮抗し磁気秩序温度がOKになる点を量子臨界点と呼ぶ.量子臨界点近傍では大きな有効質量をともなう異方的超伝導が発現する場合がある。CeCoIn_5は量子臨界点近傍の物質で,重い電子系超伝導体であり常圧で超伝導転移温度T_<sc>=2.3Kである.これに対して同じ結晶構造をもつCeRhIn_5は常圧では反強磁性体であるが圧力下で反強磁性が消失し超伝導を示すことが報告されている.この圧力誘起超伝導体CeRhIn_5の圧力下でのフェルミ面の性質の変化を調べるため,圧力下ドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果の測定を行った.フェルミ面は超伝導が現れ始めるP^*=1.6GPa以上でも変化せず,4f電子を持たないLaRhIn_5のフェルミ面と同じであった.しかし,サイクロトロン質量は急激に上昇し始める.ところが,超伝導転移温度が最大値をとる圧力P_c=2.4GPaを境として,そのフェルミ面はLaRhIn_5と同じフェルミ面から4f電子が遍歴状態をとるCeCoIn_5と同じフェルミ面に急激に変化することを実験的に発見した.サイクロトロン質量もP_cで最大値をとりβ_2ブランチで60m_0にも達する.それより高圧すなわち量子臨界点を超えるとサイクロトロン質量は緩やかに減少する.これはCeCoIn_5のサイクロトロン質量が加圧とともに緩やかに減少する実験結果に一致する.以上のことから,臨界圧力P_cが量子臨界点となっており,P_cを境にしてCeRhIn_5の4f電子は局在から遍歴へと変貌すると結論した.

Ce は 4 f atom orbit に electronic を 1 も ち, bureau in し た 4 f electronic が の magnetic を bear Ce compounds っ て い る. 4 f electrons between に は 伝 guide electronic media を と し た RKKY interaction が 働 い て お り, magnetic 気 モ ー メ ン ト を そ ろ え magnetic 気 order status を stabilization さ せ る. One party で, 伝 guide と 4 f electronic が composite し, magnetic 気 モ ー メ ン ト を disappear さ せ る kondo unseen fruit も also に 働 い て い る. RKKY interaction と kondo unseen fruit は mutual い に co-opetition し て い る. RKKY interaction と kondo unseen fruit が antagonism し magnetic temperature が 気 order OK に な る point を quantum critical point と ぶ. Near the quantum critical point, super伝 conductization が occurs in する situations がある where the で and <s:1> large な な active masses をと and なう なう are anisotropic. で CeCoIn_5 は quantum critical point nearly alongside の substances, heavy い an electronics super conductor 伝 で あ り often 圧 で super 伝 guide planning move temperature T_ (sc > = 2.3 K で あ る. こ れ に し seaborne て じ crystal structure with を も つ CeRhIn_5 は often 圧 で は against strong magnetic body で あ る が で under pressure against strong magnetic が disappear し super 伝 guide を shown す こ と が report さ れ て い る. こ の pressure induced super conductor 伝 CeRhIn_5 の under pressure で の フ ェ ル ミ surface の nature の variations change を adjustable べ る た め, under the pressure ド ハ ー ス · フ ァ ン ア ル フ ェ ン (dHvA) determination of unseen fruit の を line っ た. フ ェ ル ミ surface は super 伝 guide が now beginning れ め る ^ P * = 1.6 GPa above で も variations change せ ず, 4 f electronic を hold た な い LaRhIn_5 の フ ェ ル と ミ surface with じ で あ っ た. し か し, サ イ ク ロ ト ロ ン rising quality は nasty shock に し beginning め る. と こ ろ が, super 伝 guide planning move on temperature が biggest numerical を と る pressure P_c = 2.4 GPa を condition と し て, そ の フ ェ ル ミ surface は LaRhIn_5 と with じ フ ェ ル ミ surface か ら 4 f electronic が を phase state と る CeCoIn_5 と with じ フ ェ ル ミ surface に nasty shock に variations change す る こ と を be 験 of に 発 see し た. サ イ ク ロ ト ロ ン quality も P_c で nt biggest を と り beta _2 ブ ラ ン チ で 60 m_0 に も da す る. そ れ よ り high 圧 す な わ ち quantum critical point を super え る と サ イ ク ロ ト ロ ン quality は slow や か に reduce す る. こ れ は C ECoIn_5 の サ イ ク ロ ト ロ ン quality が plus 圧 と と も に slow や か に reduce す る be 験 に consistent す る. Above の こ と か ら, critical pressure P_c が quantum critical point と な っ て お り, P_c を condition に し て CeRhIn_5 の 4 f electronic は bureau in か ら over rocks へ と - looks す る と conclusion し た.

项目成果

de Haas van Alphen effect of CeRhIn_5 and CeCoIn_5 under pressure

CeRhIn_5 和 CeCoIn_5 在压力下的德哈斯范阿尔芬效应

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276
• 作者: 増本康平;山田冨美雄;Hiroaki Shishido et al.;Hiroaki Shishido et al.;Hiroaki Shishido et al.
• 通讯作者: Hiroaki Shishido et al.

A drastic change of the fermi surface at a critical pressure in CeRhIn5:: dHvA study under pressure

• DOI: 10.1143/jpsj.74.1103
• 发表时间: 2005-04-01
• 期刊: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 1.7
• 作者: Shishido, H;Settai, R;Onuki, Y
• 通讯作者: Onuki, Y

Electrical, Thermal and Magnetic Properties of CeNiIn4

CeNiIn4 的电学、热学和磁学性质

• DOI: 10.1143/jpsj.73.664
• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: H. Shishido;Noriko Nakamura;T. Ueda;R. Asai;A. Galatanu;E. Yamamoto;Y. Haga;T. Takeuchi;Y. Narumi;Tatsuo C. Kobayashi;K. Kindo;K. Sugiyama;T. Namiki;Y. Aoki;H. Sato;Y. Ōnuki
• 通讯作者: Y. Ōnuki