Electronic structure of UN; Angle resolved photoelectron spectroscopy study

角度分解光電子分光によるUNの電子状態

藤森 伸一   ; 大河内 拓雄*; 岡根 哲夫  ; 斎藤 祐児  ; 藤森 淳; 山上 浩志; 青木 大*; 山本 悦嗣  ; 大貫 惇睦; 芳賀 芳範   

Fujimori, Shinichi; Okochi, Takuo*; Okane, Tetsuo; Saito, Yuji; Fujimori, Atsushi; Yamagami, Hiroshi; Aoki, Dai*; Yamamoto, Etsuji; Onuki, Yoshichika; Haga, Yoshinori

UNは=53Kのtype I反強磁性体である。U原子間距離(3.46がHill limit(3.4に近く、U 5電子状態に関して遍歴と局在で意見が分かれている。最近、U 5電子は二重性を持つという指摘がなされている。われわれは、UNのフェルミ面とバンド構造を角度分解光電子分光によって明らかにした。以前の実験では観測されなかったU 5電子による準粒子バンドが観測された。観測されたフェルミ面とバンド構造は、U 5電子を遍歴として取り扱ったバンド計算によって再現された。U 5電子は遍歴的な性質を持つと考えられ、この化合物の磁性も遍歴U 5電子によって引き起こされていると考えられる。

Uranium nitride (UN) is a type I antiferromagnet with Nel temperature =53 K. Since U-U distance in this compound (3.46 ) is close to the Hill limit (3.4 ), nature of U 5 electrons has been debated so far between localized and itinerant states. Recently, it has been suggested that the U 5 electrons in this compound have dual (itinerant and localized) characters. We have studied Fermi surface and band structure of single crystal UN by angle resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) to understand the nature of U 5 states. In contrast to the previous ARPES results, quasi-particle bands originated from U 5states were clearly observed in the present ARPES spectra. The obtained Fermi surface as well as band structure were well explained by the band structure calculation treating all U 5 electrons as being itinerant. We have found that U 5 electrons in this compound are very itinerant, and the antifferomagnetism in this compound is an itinerant origin.