Magnetic fluctuations of filled skutterudites emerging in the transition region between singlet and triplet states

一重項と三重項状態の転移領域に現れる充填スクッテルダイト化合物の磁気揺らぎ

堀田 貴嗣

Hotta, Takashi

充填スクッテルダイト化合物の磁気的性質を明らかにするために、a伝導電子バンドと混成する7つの-電子軌道を含むアンダーソン模型を数値的手法によって解析した。局所的な-電子数をとすると、Prを含む充填スクッテルダイト化合物は=2に対応するが、このとき、たとえ基底状態が非磁性の一重項でも、わずかなエネルギー差で磁気的な三重項励起状態が存在していれば、顕著な磁気揺らぎが低温まで生き残ることがわかった。この結果は、充填スクッテルダイト構造においては、伝導電子バンドとよく混成する遍歴的な-軌道と、ほとんど混成しない局在的な-軌道に分かれるということで理解される。このような遍歴・局在描像は、=1から13までの-電子の磁化率とエントロピーの複雑な計算結果をよく説明する。

In order to clarify magnetic properties of filled skutterudites, we analyze the Anderson model including seven orbitals hybridized with an conduction band using a numerical technique. For =2 corresponding to Pr-based filled skutterudites, where is the local -electron number, even if the ground state is a singlet, there remain significant magnetic fluctuations from a triplet state with a small excitation energy. This result can be understood by the fact that -electron states are clearly distinguished as itinerant and localized ones in the filled skutterudite structure. This picture also explains the complex results for -electron magnetic susceptibility and entropy for =113.