Intermediate-valence quasicrystals in Yb-based alloys under pressure

圧力による中間価数Yb準周期系の生成

綿貫 徹; 川名 大地*; 町田 晃彦; Tsai, A. P.*

Watanuki, Tetsu; Kawana, Daichi*; Machida, Akihiko; Tsai, A. P.*

Yb合金系準結晶を加圧することにより、中間価数イオンが準周期配列した系が生成できることを示した。Cd-Yb準結晶及びCd-Mg-Yb準結晶のYbは常圧において2価をとるが、加圧とともにYb価数が増加し、2価と3価の中間価数状態をとることをYb吸収端近傍のX線吸収実験により明らかにした。これらの中間価数準周期系は各準周期格子点上に価数の自由度を持つという新しい系である。また、その平均価数値は圧力で制御することが可能である。

A quasiperiodic intermediate-valence system is demonstrated by applying pressure to an icosahedral Cd-Mg-Yb quasicrystal as well as our previous report on a Cd-Yb quasicrystal. Yb -edge X-ray absorption spectroscopy experiments demonstrate that the Yb valence increases continuously upon compression from the divalent state at ambient pressure, and reaches a valence of 2.37 at 16.3 GPa. Unlike other known quasicrystals, these Yb-based quasiperiodic intermediate-valence systems have the following two characteristics. (1) Each quasiperiodic lattice point has a charge degree of freedom, and (2) pressure can control the strength of the electron correlations.