強磁場中dHvA効果によるウラン化合物のフェルミ面の実験的研究

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我々は重い5f電子系超伝導体UPd_2Al_3のdHvA効果を金研強磁場磁石を用いて研究し、20T以上のフェルミ面の電子状態を明らかにすることを目的として、現在までに30T級ハイブリッド磁石用の^3Heクライオスタット及びハンドリングシステムを製作した。この装置により、最低温度0.4Kを8時間持続させることに成功し、20Tを越す強磁場下での長時間にわたる実験を行うことが可能となった。dHvA効果測定装置を製作し、この装置の性能評価として少数キャリアの強相関4f電子系である希土類モノプニクタイド、PrSb、DySb,およびTbSbのフェルミ面及び強磁場磁化の研究を行った。それが強磁場下では磁場依存性をもつこと、さらにTbSbでは明瞭なスピン分裂を観測し、伝導電子と局在モーメント間に40meV程度の大きな交換相互作用が働いていることを見い出した。さらにUPd_2Al_3の交流帯磁率をT=0.4K〜40K、H=15T〜27Tの広範囲にわたって測定し、強磁場での磁気相図を完成した。メタ磁性転移磁場H_c=18T以上で相転移によるものと思われる新しい境界線を見い出した。今後、^3Heクライオスタットと10mKの超低温を生成する^3He-^4He希釈冷凍機を用い、すでに開発した測定装置と検出コイルを使ってUPd_2Al_3のdHvA効果の研究を詳細に行う。H_c上下のフェルミ面の変化から多体効果が変化する様子を観察し、磁性を担う5f電子の性質を解明する。