強相関量子スピン系における量子臨界点近傍の物性解明

K_2NiF_4型Sr_2VO_4では、純良試料の合成が課題であった。本研究では合成条件を改善することで、過去の報告及び昨年度の研究で取り扱った試料より、より純良な試料を合成した。この試料では、低温の約40Kで磁気転移(反強磁性)を示し、2次元的なホッピング伝導を示す半導体であることを確認している。得られたK_2NiF_4型Sr_2VO_4の試料に対し、格子の変化と磁気転移点との関係を調べるため、低温における粉末X線回折測定により、構造解析を行なったところ、α軸長は系統的に収縮がみられるが、c軸長は約100K付近で増大することを確認した。この構造相転移により、V^<4+>オンを囲むO^<2->イオンから結晶場の変化から、t_<2g>軌道中で高いエネルギー準位である3d_<xy>軌道の電子占有率が減少し、低いエネルギー準位に位置する3d_<xz>,3d_<yz>軌道の電子占有率の増加している可能性が考えられる。この転移に関しては、中性子回折実験により磁気反射の確認を行ったが、計算により提唱されている軌道秩序に伴う磁気ピーク等の確認には至っていない。また、磁気転移点である40K付近では、軸長などの顕著な変化はみられないことから、磁気転移に構造の変化は関与していないと考えている。K_2NiF_4型Sr_2VO_4に対する、バンド幅及びフィリング制御では、昨年度に引き続き、Sr^<2+>サイトへのSm^<3+>イオンの部分置換を行ってきた。本年度は、Sr_<2-x>Sm_xVO_4としたとき、軸長変化等から、χ=0.3までの試料を合成することに成功した。これらの試料では、金属的な電気伝導は見られないが、昨年度に合成したχ=0.1試料とχ=0.3の試料を比較すると、磁化率の転移点の消失及び最低温における抵抗率の値がさらに一桁程度低くなったことから、Sr_<2-x>Sm_xVO_4のχ=0.3までの試料では、系の基底状態に変化を与えるような有効なキャリアコントロールが出来ているものと考えられる。

K_2NiF_4型Sr_2VO_4では、純良試料の合成が課題であった。本研究では合成条件を改善することで、過去の報告及び昨年度の研究で取り扱った試料より、より純良な試料を合成した。この試料では、低温の約40Kで磁気転移(反強磁性)を示し、2次元的なホッピング伝導を示す半導体であることを確認している。得られたK_2NiF_4型Sr_2VO_4の試料に対し、格子の変化と磁気転移点との関係を調べるため、低温における粉末X線回折測定により、構造解析を行なったところ、α軸長は系統的に収縮がみられるが、c軸長は約100K付近で増大することを確認した。この構造相転移により、V^<4+>オンを囲むO^<2->イオンから結晶場の変化から、t_<2g>軌道中で高いエネルギー準位である3d_<xy>軌道の電子占有率が減少し、低いエネルギー準位に位置する3d_<xz>,3d_<yz>軌道の電子占有率の増加している可能性が考えられる。この転移に関しては、中性子回折実験により磁気反射の確認を行ったが、計算により提唱されている軌道秩序に伴う磁気ピーク等の確認には至っていない。また、磁気転移点である40K付近では、軸長などの顕著な変化はみられないことから、磁気転移に構造の変化は関与していないと考えている。K_2NiF_4型Sr_2VO_4に対する、バンド幅及びフィリング制御では、昨年度に引き続き、Sr^<2+>サイトへのSm^<3+>イオンの部分置換を行ってきた。本年度は、Sr_<2-x>Sm_xVO_4としたとき、軸長変化等から、χ=0.3までの試料を合成することに成功した。これらの試料では、金属的な電気伝導は見られないが、昨年度に合成したχ=0.1試料とχ=0.3の試料を比較すると、磁化率の転移点の消失及び最低温における抵抗率の値がさらに一桁程度低くなったことから、Sr_<2-x>Sm_xVO_4のχ=0.3までの試料では、系の基底状態に変化を与えるような有効なキャリアコントロールが出来ているものと考えられる。