f電子系強磁性体における圧力誘起超伝導の研究

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本年度は,空間反転対称性の存在しない強磁性体であるU_3P_4での圧力効果に特化した研究を行った.近年発見された空間反転対称性の無い超伝導体であるCeRhSi_3, CeIrSi_3で観測させるパウリ対破壊効果の抑制による巨大な上部臨界磁場は空間反転対称性の欠如の効果を考えないと説明がっかない新規物性である.空間反転対称性のない系に固有の新現象をその他の物質で実験的に検証していくことは重要である.U_3P_4は空間反転対称性の欠如した結晶構造をもち,常圧での強磁性転移温度T_c=138Kの遍歴強磁性体である.インデンター型圧力セルを用いて電気抵抗測定,交流帯磁率測定を行い,詳細な温度-圧力相図の決定,強磁性-非磁性転移,強磁性揺らぎ効果の研究を行った.交流帯磁率測定により臨界圧力P_cは約4.2GPaであり,また電気抵抗測定によりP_c近傍での電気抵抗の温度依存性はT^<5/3>という強磁性揺らぎを反映した振る舞いを示すことがわかったが,超伝導発見には至っていないこの研究と並行して,多孔性配位高分子に吸着した酸素分子の磁性の研究を行った.放射光を用いたマキシマムエントロピー法による粉末X線回折実験を行い,吸着した酸素分子の配列構造を明らかにした.吸着した酸素分子はダイマーを形成していることを明らかにした.また,温度上昇に伴い,酸素分子ダイマーの配列が変化することを発見した.高温でみられる配列は,熱的に励起された五重項状態に対応することを明らかにした.このような振舞いは,固体の酸素では観測されておらず,この研究により酸素分子特有の特徴的な磁気的性質解明に大きな進展がみられた.