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Pseudo-triplet 5$$f$$ electron state in the heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$

重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$における擬三重項5$$f$$電子状態

目時 直人; 青木 大*; Griveau, J.-C.*; 大槻 純也*

Metoki, Naoto; Aoki, Dai*; Griveau, J.-C.*; Otsuki, Junya*

重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$の擬三重項5$$f$$電子基底状態を明らかにした。主に$$|0rangle$$からなる一重項基底状態$$Gamma_{t1}$$$$Delta E=49$$,K上に、$$|pm1rangle$$が主要な成分の二重項第一励起状態$$Gamma_{t5}$$を仮定することで帯磁率の温度依存性が説明できる。磁化曲線は擬スピン$$J$$=1の局所有効ハミルトニアン$$DJ_z^2$$($$D=Delta E$$)で説明でき、これは四極子演算子$$O_{20}$$と等価である。比熱は擬三重項を反映してエントロピーがR$$ln3$$となるように規格化した近藤モデルによって理解でき、近藤温度$$T_{rm K}=55$$,Kは分裂幅$$Delta E=49$$,Kと同程度であり、多チャンネル近藤効果を示しうる二重項$$Gamma_{t5}$$が含まれた擬三重項が重い電子状態と超伝導を担っていることが明らかになった。

The pseudo triplet ground state in the heavy-fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ was concluded. The magnetic susceptibility $$chi$$ can be reproduced by the singlet ground state $$Gamma_{t1}$$ with the main component of $$|0rangle$$ and the first excited doublet $$Gamma_{t5}$$ dominated by $$|pm1rangle$$ at $$Delta E=49$$,K. The magnetization curve can be explained from the effective local hamiltonian for pseudo spin $$J$$=1 with $$DJ_z^2$$($$D=Delta E$$) equivalent to the quadrupole operator $$O_{20}$$. The specific heat can be described with the Kondo model normalized to give the entropy R$$ln3$$, corresponding to the pseudo triplet state. The derived Kondo temperature $$T_{rm K}=55$$,K comparable to the level splitting $$Delta E=49$$,K indicates the contribution of the excited doublet $$Gamma_{t5}$$ to the possible multi-channel Kondo effect.

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