単結晶中性子構造解析によるスクッテルダイト化合物におけるラットリングの可視化

Visualisation of rattling in filled skutterudites by means of single crystal neutron diffraction

金子 耕士   ; 目時 直人   ; 木村 宏之*; 野田 幸男*; 松田 達磨; 神木 正史*

Kaneko, Koji; Metoki, Naoto; Kimura, Hiroyuki*; Noda, Yukio*; Matsuda, Tatsuma; Kogi, Masafumi*

スクッテルダイト化合物 (: 希土類,: 遷移金属,: プニクトゲン)等のカゴ状化合物において、大きなカゴ中に内包された原子が示す特異な熱振動-ラットリン グ-は、超伝導の発現や重い電子状態との関連から注目されているが、その詳細は明らかとなっていない。そこで今回、Pr系初の重い電子系超伝導体であるPrOsSbについて、熱振動の検出に関して高い感度を有する中性子回折と、モデルフリーで解析可能なMEMを用いて、詳細な構造解析を行った。単結晶中性子回折実験は、3号炉に設置された4軸回折装置FONDERにて、8Kから室温の範囲で行った。PRIMAを用いたMEM解析の結果得られたPrの核密度分布を見ると、低温の8Kでは、Os, Sbと比較して幅は広いものの、カゴの中心に最大密度を持つ、等方的な調和振動を示している。温度を上げていくと、連続的に分布の幅が拡がり、250K以上では形状も大幅に変化し、強い非調和性を示すことを見いだした。この結果から、PrOsSbのラットリングは、オフセンターを伴わない、非調和性の強い振動であると考えられる。

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