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Single crystal growth and fermi surface properties of ThIn$$_3$$

ThIn$$_3$$の単結晶育成とフェルミ面の特性

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

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

ThIn$$_3$$の純良単結晶育成をインジウムフラックス法により成功した。この試料を用いて電気抵抗,磁化率,ドハース・ファンアルフェン効果測定を行った。トリウムは、その電子配置に$$f$$電子を持たないため、劇的な物性異常は期待できないが、化合物中において価数が4価であることが期待されるため、遍歴的な$$f$$電子状態を持つセリウム化合物の電子状態を研究するうえで、極めて良い参照物質となる。今回の研究では、ドハース・ファンアルフェン効果測定の結果を圧力下で行われたCeIn$$_3$$の実験結果やエネルギーバンド計算の結果と比較を行った。バンド計算の結果と極めて良い一致を示す一方、CeIn$$_3$$との比較においては、小さいフェルミ面の極値断面積に違いがあることが明らかとなった。さらに、サイクロトロン有効質量については、CeIn$$_3$$において100倍近くも増強されていることが明らかとなった。

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 electrical resistivity, magnetic susceptibility and de Haas-van Alphen (dHvA) effect. Several dHvA branches were observed, ranging from 5.2 $$times$$ 10$$^6$$ to 1.7 $$times$$ 10$$^8$$ Oe. The Fermi surface consists of a nearly spherical Fermi surface and a multiply-connected Fermi surface with many but small extremal cross-sections. The corresponding cyclotron effective masses are small, ranging from 0.31 to 1.4 $$m_0$$. These Fermi surface properties are well explained by the energy band calculations based on the FLAPW method.

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パーセンタイル:56.88

分野:Physics, Multidisciplinary

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