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GdFe$$_{2}$$水素化物の放射光メスバウアー分光

Ultrahigh-pressure synchrotron radiation Mossbauer spectroscopy of hydrogen-induced amorphous GdFe$$_{2}$$

三井 隆也; 瀬戸 誠; 平尾 直久*; 増田 亮

Mitsui, Takaya; Seto, Makoto; Hirao, Naohisa*; Masuda, Ryo

われわれは、新規高密度水素吸蔵合金の開発指針を得ることを目的として、GPa級の超高圧力下における金属水素化物の物性を調べている。最近、水素吸蔵合金の一つであるGdFe$$_{2}$$の高圧磁気特性が、DACによる超高圧下放射光メスバウアー分光で300GPaの超高圧領域まで調べられた。本実験により、GdFe$$_{2}$$が50GPa付近でC15構造からC14構造へと相転移を起こすことに加え、約200GPaの超高圧力領域まで磁気秩序が維持されていることが明らかになった。本結果は、GdFe$$_{2}$$においてはFeの3d遍歴電子とGdの4f局在電子が磁性に寄与するが、前者が圧力敏感であるのに対して、後者は圧力鈍感であることから、GdFe$$_{2}$$の高圧相の強い磁気特性は、おもにGdの4f局在電子が担うものと結論された。今回、われわれは、水素誘起アモルファス化によりGd-Fe間相互作用を消失させたa-GdFe$$_{2}$$H$$_{3}$$の超高圧下放射光メスバウアー分光実験を実施した。その結果、GdFe$$_{2}$$H$$_{3}$$中の鉄原子が担う磁性(内部磁場)が母材のGdFe$$_{2}$$と比較して極端に低圧力側で消失することが明らかとなり、本現象が水素誘起アモルファス化よる合金中のGdとFe原子がナノクラスター化によるものであると推測された。本発表では、上記実験結果の紹介に加え、構成原子のナノクラスター化を明瞭に反映した鉄元素のフォノン状態密度の変化を観測した結果についても報告する。

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