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Electronic structure and the Fermi surface of PuCoGa$$_5$$ and NpCoGa$$_{5}$$

PuCoGa$$_5$$, NpCoGa$$_{5}$$の電子構造とフェルミ面

眞榮平 孝裕; 堀田 貴嗣; 上田 和夫; 長谷川 彰*

Maehira, Takahiro; Hotta, Takashi; Ueda, Kazuo; Hasegawa, Akira*

最近発見されたプルトニウムをベースとした超伝導物質PuCoGa$$_{5}$$及び同一の結晶構造を持つNpCoGa$$_{5}$$の電子構造とフェルミ面を相対論的バンド理論を用いて明らかにする。PuCoGa$$_{5}$$に対しては、CeMIn$$_5$$(M=Ir and Co)と類似の大きな体積を持つ円柱状フェルミ面を見いだした。一方、NpCoGa$$_5$$のフェルミ面はUMGa$$_5$$とよく似ている。これらの類似性は$$j$$-$$j$$結合描像に基いて議論され、HoCoGa$$_5$$型のf電子化合物における超伝導機構を理解するヒントを与える。

By using a relativistic linear augmented-plane-wave method, we clarify energy band structures and Fermi surfaces of recently discovered plutonium-based superconductor PuCoGa$$_5$$. We find several cylindrical sheets of Fermi surfaces with large volume, quite similar to CeMIn$$_5$$ (M=Ir and Co) isostructural with PuCoGa$$_5$$, in spite of different $$f$$-electron numbers between Ce$$^{3+}$$ and Pu$$^{3+}$$ ions. This similarity is simply understood by a concept of electron-hole conversion in a tight binding model constructed based on the $$j$$-$$j$$ coupling scheme. Due to the present results, we provide a possible scenario to explain why a transition temperature is so high as 18.5K in PuCoGa$$_5$$.

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分野:Physics, Multidisciplinary

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