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Electronic properties of transuranium compounds with HoCoGa$$_5$$-type tetragonal crystal structure

HoCoGa$$_5$$型正方晶構造を持つ超ウラン化合物の電子物性

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*

相対論的バンド計算手法を用いて、NpTGa$$_5$$, PuTGa$$_5$$, AmCoGa$$_5$$(Tは遷移金属原子)のエネルギーバンド構造及びフェルミ面を調べた。これらの物質に共通の性質として、フェルミ準位近傍のエネルギーバンドは、5f電子とGaの4p電子の大きな混成によって生じる。PuCoGa$$_5$$(T=Co, Rh, Ir)に対しては、大きな体積を持つ複数枚の円筒状フェルミ面が得られた。NpFeGa$$_5$$, NpCoGa$$_5$$, NpNiGa$$_5$$のフェルミ面はそれぞれ、細かい点を別にすれば、UCoGa$$_5$$, UNiGa$$_5$$, PuCoGa$$_5$$のそれに形状がよく似ている。AmCoGa$$_5$$のフェルミ面は、大きな体積を持つ円筒状の電子フェルミ面と小さな閉じたホール面から構成されるが、これはPuCoGa$$_5$$のフェルミ面構造とよく似ている。これらの類似性は、バンド構造が物質ごとにほとんど変化しないままフェルミ準位のみが変化する、という描像で理解される。

By using a relativistic band-structrue calculation method, we investigate energy band structures and the Fermi surfaces of NpTGa$$_5$$, PuTGa$$_5$$, and AmCoGa$$_5$$ with transition metal atoms T. It is found in common that the energy bands in the vicinity of the Fermi level are mainly due to the large hybridization between $$5f$$ and Ga $$4p$$ electrons. For PuTGa$$_5$$, we observe several cylindrical sheets of Fermi surfaces with large volume for T=Co, Rh, and Ir. It is also found that the Fermi surfaces of NpFeGa$$_5$$, NpCoGa$$_5$$, and NpNiGa$$_5$$ are similar to those of UCoGa$$_5$$, UNiGa$$_5$$, and PuCoGa$$_5$$, respectively, except for small details. For AmCoGa$$_5$$, the Fermi surfaces are found to consist of large cylindrical electron sheets and small closed hole sheets, similar to PuCoGa$$_5$$. The similarity is basically understood by a rigid-band picture.

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パーセンタイル:33.02

分野:Physics, Multidisciplinary

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