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Fermi surface properties of ferromagnet UCu$$_2$$Si$$_2$$

強磁性UCu$$_2$$Si$$_2$$のフェルミ面の特性

松田 達磨; 池田 修悟*; 山本 悦嗣 ; 芳賀 芳範 ; 宍戸 寛明*; 山上 浩志; 摂待 力生*; 大貫 惇睦

Matsuda, Tatsuma; Ikeda, Shugo*; Yamamoto, Etsuji; Haga, Yoshinori; Shishido, Hiroaki*; Yamagami, Hiroshi; Settai, Rikio*; Onuki, Yoshichika

Snフラックス法により正方晶UCu$$_2$$Si$$_2$$の単結晶育成及びドハース・ファンアルフェン効果測定に成功した。UCu$$_2$$Si$$_2$$は、温度106K以下において反強磁性転移し、続く100K以下において強磁性転移する。この強磁性状態において、5$$times$$10$$^6$$から7$$times$$10$$^7$$ Oeのドハース・ファンアルフェンシグナルを観測した。それぞれに対応するサイクロトロン有効質量は、1.4から4.2$$m_0$$で、電子比熱係数の値$$gamma=$$20mJ/K$$^2cdot$$molと矛盾がない。これらの実験結果は、5$$f$$電子を遍歴とした、スピン及び軌道分極モデルでおおまかに説明される。

We have succeeded in growing a high-quality single crystal of UCu$$_2$$Si$$_2$$ with the tetragonal structure by the Sn-flux method and measured the de Haas-van Alphen effect. UCu$$_2$$Si$$_2$$ orders antiferromagnetically below $$T_{rm N}$$ = 106 K, and follows a successive ferromagnetic ordering at $$T_{rm C}$$ = 100 K. Several de Haas-van Alphen branches are observed in the ferromagnetic state, ranging from 5$$times$$10$$^6$$ to 7$$times$$10$$^7$$ Oe. The corresponding cyclotron effective masses are moderately large, ranging from 1.4 to 4.2 $$m_0$$, consistent with the electronic specific heat coefficient $$gamma$$ = 20 mJ/K$$^2cdot$$mol. These experimental results are approximately explained by the 5$$f$$-itinerant spin- and orbital-polarized energy band model.

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分野:Physics, Multidisciplinary

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