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Single crystal growth and observation of the de Haas-van Alphen effect in ThIn$$_3$$

ThIn$$_3$$の単結晶育成とドハース・ファンアルフェン効果の観測

松田 達磨; 芳賀 芳範 ; 宍戸 寛明*; 池田 修悟; 播磨 尚朝*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦

Matsuda, Tatsuma; Haga, Yoshinori; Shishido, Hiroaki*; Ikeda, Shugo; Harima, Hisatomo*; Settai, Rikio*; Onuki, Yoshichika

ThIn$$_3$$は、AuCu$$_3$$-typeの立方晶である。トリウム(Th)は、その電子配置に$$f$$電子を持たない。そのため特異な磁性は期待できないものの、金属間化合物中において価数は4価をとり、これはセリウム化合物において、$$f$$電子が遍歴した状態と価数としては対応する。そのため、強相関$$f$$電子系化合物研究において、トリウム化合物との電子状態の研究は、$$f$$電子に起因する特異な磁性や超伝導状態を明らかにするうえで極めて重要である。最近われわれは、ThIn$$_3$$の物質の純良単結晶育成を行い、ドハース・ファンアルフェン効果というフェルミ面の電子状態を反映する量子振動の観測に成功した。これにより、フェルミ面の極値断面積に対応する9.0$$times$$10$$^6$$から9.37$$times$$10$$^8$$Oeのブランチを観測した。これらの結果を、圧力下において特異な超伝導状態を示すCeIn$$_3$$の実験結果や、さらにはエネルギーバンド計算との結果と比較を行った。

We have succeeded in growing a high-quality single crystal of ThIn$$_3$$ with the cubic structure by the In-flux method and measured the de Haas-van Alphen (dHvA) effect. Several dHvA branches were observed, ranging from 9.0 $$times$$ 10$$^6$$ to 9.37 $$times$$ 10$$^8$$ Oe. The experimental results are compared to the dHvA results of CeIn$$_3$$ under pressure of 2.7 GPa, together with the results of energy band calculations.

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