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Drastic change in ferromagnetic ground state associated with pressure-induced metal-insulator transition in $$beta$$-US$$_2$$

$$beta$$-US$$_2$$における金属絶縁体転移とそれに伴う強磁性基底状態の変化について

立岩 尚之  ; 芳賀 芳範 ; 山本 悦嗣 ; Fisk, Z.

Tateiwa, Naoyuki; Haga, Yoshinori; Yamamoto, Etsuji; Fisk, Z.

$$beta$$-US$$_2$$は常圧で非磁性の半導体である。圧力を加えると、0.5GPaで非常に弱い強磁性状態が誘起される。この強磁性状態は「誘起磁性」状態と理解される。本研究では、$$beta$$-US$$_2$$の高圧下磁化測定を絶縁体金属転移する5GPaを越え行った。金属状態へと転移すると、自発磁化の値は、0.04から0.4$${mu}_{rm B}$$/Uへと増大する。強磁性状態は、伝導キャリアの増大とともに安定化すると思われる。

Paramagnetic $$beta$$-US$$_2$$ is a semiconductor with the band gap of 90 K. The applying pressure on $$beta$$-US$$_2$$ induces a weak ferromagnetic state above 0.5 GPa and the phase is understood as "induced moment ferromagnetism". In this study, we have measured the magnetization in $$beta$$-US$$_2$$ across the insulator-metal transition at 5 GPa with a ceramic anvil high pressure cell. The spontaneous magnetic moment is strongly enhanced at the transition pressure from 0.04 to 0.4 $${mu}_{rm B}$$/U. The ferromagnetic state may be stabilized by the larger carrier concentration.

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