検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Rattling of Pr in heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$ revealed by neutron powder diffraction

中性子粉末回折により明らかにした重い電子系超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$におけるPrのラットリング

金子 耕士   ; 目時 直人   ; 松田 達磨; 神木 正史*

Kaneko, Koji; Metoki, Naoto; Matsuda, Tatsuma; Kogi, Masafumi*

PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$について、8Kから室温までの粉末中性子回折実験を行い、Pr原子の熱振動状態について明らかにするとともに、オフセンターサイトの可能性を調べた。リートベルト解析により、観測された粉末回折パターンをよく再現することができた。その結果、Prの熱振動状態を示す等方性原子変位パラメーターとして、室温で$$U_{rm Pr}$$=0.0344$AA$^2$$と非常に大きな値が得られた。7.7Kにおいても$$U_{rm Pr}$$はOs, Sbと比べて2倍以上大きいことを明らかにした。$$U_{rm Pr}$$の大きな温度変化は、構造相転移やSbのカゴの変化を伴っていない。大きな$$U_{rm Pr}$$の値やその強い温度依存性は、Sbカゴ中の浅いポテンシャルにいるPrイオンのラットリングの存在を強く示唆している。Prサイトについて($$x$$ 0 0)を導入することで、オフセンターサイトを近似し、その存在の可能性を調べたが、オフセンターサイトの導入は、解析の向上にはつながらなかった。

Neutron powder diffraction experiments were carried out on the heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$ down to 7.7 K in order to reveal the thermal displacement of Pr and investigate the possible existence of off-center potential minima for Pr in the Sb cage. Rietveld analysis with the structure in which Pr is located at the center of the Sb cage well reproduces the observed patterns. A large thermal displacement was obtained for Pr of $$U_{rm Pr}$$ =0.0344 $AA$^2$$ at 295.1 K, roughly corresponding to a mean thermal displacement of 0.18 $AA . This value is 5 times larger than those of other constituents, $U_{rm Os}$$ and $$U_{rm Sb}$$. $$U_{rm Pr}$$ remains large, $$U_{rm Pr}$$ =0.0062 $AA$^2$$, even at 7.7 K, which is twice as large as $$U_{rm Os}$$ and $$U_{rm Sb}$$. Neither structural transition nor significant change of the Sb cage accompanied this change in $$U_{rm Pr}$$. The large $$U_{rm Pr}$$ and its strong temperature dependence indicate the rattling of Pr under a shallow potential in the Sb cage. An equal distribution of Pr at 12$$e$$ sites ($$x$$,0,0) was introduced to approximate the off-center potential minima. The $$R$$ factors were not improved by the introduction of the off-center site.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:80.31

分野:Physics, Multidisciplinary

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.