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論文

$$f$$-electron states of heavy-fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ and rare-earth- and actinide-based isostructural compounds

目時 直人

Journal of the Physical Society of Japan, 89(2), p.025001_1 - 025001_2, 2020/02

https://doi.org/10.7566/JPSJ.89.025001
 被引用回数：1 パーセンタイル：11.81(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$及び同じ結晶構造を持つ関連物質の$$f$$電子状態について、$$LS$$と$$j$$-$$j$$結合描像の間に良い対応関係が成り立つことがわかった。これらの物質の希土類及びアクチノイド元素は正方晶の点群$$D_{4h}$$の対称性をもつ強い一軸的な点電荷ポテンシャルの影響を受けている。一連の化合物は$$f$$電子数$$n$$($$leq6$$)の増加に伴う$$^nf$$系として考えられ、その電子状態の系統的な変化は$$LS$$結合描像によってよく表現される。一方、この電子状態の変化は、$$^1f$$系のCePd$$_5$$Al$$_2$$の3つの$$f$$軌道$$Gamma_7^{rm; i}, Gamma_7^{rm; ii}$$,及び$$Gamma_6$$に、$$j=5/2$$の$$f$$電子を$$n$$個詰める$$j$$-$$j$$結合描像によって説明でき、両者の間に物理的な関連が認められる。

口頭

NpPd$$_5$$Al$$_2$$の5$$f$$電子状態と重い電子状態の起源

目時 直人; 青木 大*; Griveau, J.-C.*; 大槻 純也*

no journal, , 

重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$は、ほぼ三価の非クラマースイオンのNp$$^{3+}$$(5$$f^4$$)が実現し、全角運動量$$J$$=4はPr$$^{3+}$$と同じである。帯磁率と磁化曲線の定量的解析から一重項$$Gamma_1$$基底状態の約49K上に二重項$$Gamma_5$$第一励起状態が存在することが明らかになった。一重項では近藤効果は生じないため、NpPd$$_5$$Al$$_2$$の重い電 子状態には2チャンネル近藤効果を示しうる$$Gamma_5$$が関与することが明白である。NpPd$$_5$$Al$$_2$$の低温比熱は(i)近藤温度が分裂幅程度の重い電子状態と(ii)局在 ショットキーに分解して定量的に説明できる。AmPd$$_5$$Al$$_2$$まで一連の化合物の$$f$$電子状態を$$j$$-$$j$$結合描像で表すと$$LS$$結合描像と対応づけができる。Pu及びNp化合物はそれぞれCe及びU化 合物のホール版とみなせ、$$Gamma_1$$はPrT$$_2$$X$$_{20}$$と同じ機構で安定化する。Pr(電子)とNp(ホール)同じ機構の$$Gamma_1$$が超伝導を示すのは非常に興味深い。

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