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Structural transformation on the pressure-induced metal-insulator transition in PrFe$$_{4}$$4P$$_{12}$$

PrFe$$_{4}$$4P$$_{12}$$の圧力誘起金属-絶縁体転移における構造転移

川名 大地*; 桑原 慶太郎*; 佐藤 正志*; 高木 正俊*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*; 佐賀山 基*; 長壁 豊隆 ; 岩佐 和晃*; 菅原 仁*

Kawana, Daichi*; Kuwahara, Keitaro*; Sato, Masashi*; Takagi, Masatoshi*; Aoki, Yuji*; Kogi, Masafumi*; Sato, Hideyuki*; Sagayama, Hajime*; Osakabe, Toyotaka; Iwasa, Kazuaki*; Sugawara, Hitoshi*

充填スクッテルダイト化合物PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$は常圧で金属状態であり、T$$_{A}$$=6.5K以下で非磁性秩序相を持つ。P$$_{C}$$=2.4GPaの圧力下でこの非磁性秩序相は消失し、高温下では金属状態であるが、低温下で絶縁体秩序相へと相転移する。われわれはこの物質に対し、単結晶X線回折実験を行った。その結果、P$$_{C}$$以上で、金属-絶縁体転移が生じる温度で、立方晶から斜方晶への結晶構造の転移を発見した。同時に格子定数の不連続な飛びを観測し、この圧力下での転移が一次転移であることを発見した。また、P$$_{C}$$及びT$$_{A}$$以下の非磁性秩序相で観測された(100)超格子反射が、P$$_{C}$$以上で低温下の絶縁体相で消失することを発見した。格子定数の変化や超格子ピークが消失する実験事実は、P$$_{C}$$以上で低温下の絶縁体相が(高圧下中性子回折実験で明らかにされた)反強磁性秩序相であることを考慮すると、よく説明されることがわかった。

We report the first X-ray diffraction experiments of PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$ under high pressure. We discovered a symmetry lowering from cubic to orthorhombic or lower at the metal-insulator transition temperature, accompanied by a jump in the lattice constant, which indicates a first-order phase transition. The superlattice reflections at q=(1,0,0) observed in the low-pressure nonmagnetic ordered phase are found to disappear in the insulating phase. The temperature dependence of the lattice constant and the absence of the superlattice reflections are well explained by taking into account an antiferromagnetic ordering.

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分野:Physics, Multidisciplinary

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