充填スクッテルダイト化合物PrFePの低温高圧下での磁性と伝導

Magnetic and transport properties of filled skutterudite PrFeP under low temperature and high pressure

本元 悟*; 長壁 豊隆  ; 桑原 慶太郎*

Honmoto, Satoru*; Osakabe, Toyotaka; Kuwahara, Keitaro*

充填スクッテルダイト化合物PrFePについて、同一加圧条件の下で、5.5GPaまでの中性子磁気回折と電気伝導の測定を行った。この物質は、2.4GPa以上で絶縁体転移すると共に、反強磁性秩序を示す。当初、この絶縁体転移は、反強磁性秩序に伴うスレーター絶縁体転移と考えられていたが、我々の測定の結果、f電子と伝導電子の混成により生じる混成ギャップである可能性が明らかになった。さらに、このギャップは加圧とともに大きくなるが、4GPa付近から再び減少することが新たに明らかとなった。一方、反強磁性転移温度は、混成ギャップと負の相関があり、4GPa付近から急激に上昇することがわかっている。現時点では、これらの振る舞いの微視的な解釈はできていないが、この物質の特殊なフェルミ面の不安定性がこれらの現象に深く関係していると考えている。

We have carried out high-pressure neutron magnetic diffraction experiments and high-pressure transport measurements on filled skutterudite compound PrFeP under identical pressurization conditions up to 5.5 GPa. This compound shows metal-to-insulator transition at 2.4 GPa and simultaneously antiferromagnetic transition. At first, the metal-to-insulator transition is thought to be a kind of Slater transition accompanied by the antiferromagnetic transition. According to the analysis of resistivity data, we, however, found the insulator state arose from the hybridization between f-electrons of Pr ions and conduction electrons. Furthermore, the hybridization gap grows up to about 4 GPa and in reversal shrinks with increasing pressure. On the other hand, the pressure dependence of the antiferromagnetic transition temperature appears to show negative correlation to that of the gap. We can not interpret the behavior microscopically at present, but, predict that this is closely related to the Fermi surface instability of this compound.