Rattling of Pr in heavy-fermion superconductor PrOs
Sb
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
Sb
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
Sb
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
=0.0344
と非常に大きな値が得られた。7.7Kにおいても
はOs, Sbと比べて2倍以上大きいことを明らかにした。
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
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(
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
Sb
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
=0.0344
at 295.1 K, roughly corresponding to a mean thermal displacement of 0.18
and
.
remains large,
=0.0062
, even at 7.7 K, which is twice as large as
and
. Neither structural transition nor significant change of the Sb cage accompanied this change in
. The large
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
sites (
,0,0) was introduced to approximate the off-center potential minima. The
factors were not improved by the introduction of the off-center site.