Sm synchrotron-radiation-based Mssbauer spectroscopy of Sm-based heavy fermion compounds

筒井 智嗣; 東中 隆二*; 水牧 仁一朗*; 小林 義男*; 中村 仁*; 伊藤 孝; 依田 芳卓*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 佐藤 英行*

Interactions (Internet), 245(1), p.9_1 - 9_10, 2024/12

https://doi.org/10.1007/s10751-024-01851-y

Sm synchrotron-radiation-based Mssbauer spectroscopy has been applied to Sm-based heavy fermion intermetallics, SmAl ( = Ti, V and Cr) and SmOsSb. The isomer shifts obtained demonstrate that the Sm valence states in these compounds are intermediate. Since the difference of the isomer shifts in 22.502 keV Sm Mssbauer effect between Sm and Sm state is comparable to the 2nd order Doppler shift, consideration of the 2nd order Doppler shift is required to precisely discuss Sm valence state through the shifts of the Mssbauer spectra. In addition, the plots of the isomer shifts obtained by the Mssbauer spectroscopy against the Sm valence states estimated from Sm L-edge X-ray absorption spectroscopy exhibit a linear correlation except for that in SmOsSb. This implies that the origin of the intermediate valence state in SmOsSb differs from that in SmAl ( = Ti, V and Cr).

Localized 5 states in UPdAl and valence crossover in the Vicinity of Heavy-Fermion superconductivity

目時 直人; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 松田 雅昌*

Journal of the Physical Society of Japan, 87(11), p.114712_1 - 114712_9, 2018/11

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.114712

ウラン金属間化合物UPdAlは、四価イオンUの局在5()電子状態を伴うことを中性子散乱による結晶場スペクトルから明らかにした。この電子状態は、最近研究した電子数と結晶構造が同じ希土類参照物質PrPdAlと同一であり、c軸方向に大きな磁気モーメントを伴う平べったい形状の軌道が、縦長の体心正方晶の持つ二次元結晶場ポテンシャルによって安定化されていることがわかった。ウランの5電子が金属状態において局在的な性格を持つことは非常に珍しい発見であり、やはり、結晶構造の特殊性に起因する。ウランが四価イオンであることは、三価のNpPdAlとの間に価数転移が存在することを意味し、この価数転移が結晶格子の異常や電気抵抗の増加によって観察されることを明らかにした。また、価数が不安定な領域で超伝導や磁気転移、重い電子系状態など多体効果の存在を示す数多くの現象が生じていることがわかった。

Experimental observation of temperature and magnetic-field evolution of the 4 states in CeFe revealed by soft X-ray magnetic circular dichroism

斎藤 祐児; 保井 晃*; 渕本 寛人*; 中谷 泰博*; 藤原 秀紀*; 今田 真*; 鳴海 康雄*; 金道 浩一*; 高橋 稔*; 海老原 孝雄*; et al.

Physical Review B, 96(3), p.035151_1 - 035151_5, 2017/07

AA2017-0611.pdf:0.36MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.035151

単結晶CeFeを用い、X線吸収(XAS)磁気円2色性(XMCD)の高精度実験により、その強磁性的秩序相におけるCe4状態を調べた。Ce XMCDスペクトルは、温度及び磁場に依存した形状変化を示す一方、Ce XAS、Fe XAS及びXMCDスペクトルでは変化が観測されないという通常の強磁性体とは異なる現象が観測された。このような振る舞いは、Ce 4配置の基底状態と状態が混ざり合ったことに由来すると解釈できる。外部摂動に対し非常に敏感なCe 4状態は、本物質での強磁性相と反強磁相が隣接する磁気不安定性と関連付けることができる。我々の実験データは、混成の強い強磁性Ce化合物の物性に対して、貴重な情報を与える。

Synchrotron X-ray spectroscopy study on the valence state in - and -TbAlB at low temperature and high magnetic fields

松田 康弘*; 中村 俊幸*; 久我 健太郎*; 中辻 知*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*

Journal of the Korean Physical Society, 62(12), p.1778 - 1781, 2013/06

https://doi.org/10.3938/jkps.62.1778

-および-YbAlB中のYbイオンの価数をX線吸収および発光分光で2Kから280Kの温度範囲で測定した。価数は温度とともに3価に向かってゆっくり増加し、価数揺動の特性温度は約290Kと分かった。40Kで32Tまでの磁場を印可しYbの価数のわずかな増加(0.002)も観測した。

Soft-X-ray high-resolution photoemission study on the valence transitions in YbInCu

佐藤 仁*; 吉河 訓太*; 平岡 耕一*; 有田 将司*; 藤本 浩二*; 小島 健一*; 室 隆桂之*; 斎藤 祐児; 関山 明*; 菅 滋正*; et al.

Physical Review B, 69(16), p.165101_1 - 165101_6, 2004/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.165101

YbInCuの価電子帯の電子状態を励起エネルギー800eVを用いた高分解能光電子分光によって調べた。測定温度を50Kから40Kに下げると、42Kの価数転移に伴い、Yb成分は著しく強度が増加し、一方Yb成分の強度は減少した。Ybイオンの価数はこの光電子スペクトルから直接導出され、100Kにおいて約2.81であり、50Kまで徐々に減少し、40Kにおいて約2.68へ急激に変化した。これらの値は、これまでに報告されている検出深さの短い実験と比べて大きく、YbInCuの準表面状態の存在を示唆する。また、測定温度を50Kから40Kに下げると、Yb成分の多重項構造が50meV程度高結合エネルギーに移動することが観測された。これは、Ybの4f準位に電子を加えるためのエネルギーの増加を反映していると考えられ、価数転移現象とよく対応する。

Photoemission study of YbCoX(X=Ga, Al); Variation of the electronic structure from a mixed-valent to Kondo-lattice systems

岡根 哲夫; 藤森 伸一; 井野 明洋; 藤森 淳; Dhar, S. K.*; Mitra, C.*; Manfrinetti, P.*; Palenzona, A.*; 酒井 治*

Physical Review B, 65(12), p.125102_1 - 125102_7, 2002/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.125102

YbCoX(X=Ga, Al)は、同じ結晶構造を有し、X=Gaでは価数揺動系,X=Alでは反強磁性秩序を見せる近藤格子系の物性を示す。このXリガンドの違いに応じた物性の起源を明らかにするため、本研究はこれらの化合物の電子状態を高エネルギー分解能の光電子分光実験により調べた。X=AlではX=Gaに比べてYb4fエネルギーレベルが上昇していることが観測された。このエネルギーレーザーの上昇をYb4F-リガンドSP電子の混成の減少が、X=AlとX=Gaでの物性の違いの起源と考えられる。またX=Gaでは結合エネルギー26meVに近藤ピークを観測した。この近藤ピークのエネルギー位置と幅は不純物アンダーソンモデルから予想される値と近い値を持つが、顕著な非対称形状を示した。この非対称形状の起源として、電子-正孔体の形成を提案した。

再処理溶液系におけるTRU元素の原子価状態評価モデル

内山 軍蔵; 藤根 幸雄; 吉田 善行; 前田 充; 本山 聡*

JAERI-Research 98-005, 20 Pages, 1998/02

JAERI-Research-98-005.pdf:0.63MB

再処理溶液系にかけるTRU元素の原子価状態評価モデルを開発した。本モデルの基本式は(1)物質収支式、(2)酸化還元平衡式、(3)反応速度式、(4)電荷中性式の4式である。本モデルは酸化還元平衡(定常)状態あるいは非定常状態にある溶液系を計算対象としている。本モデルにより、高放射線下及び多成分系のために測定が困難なTRU元素等の原子価状態を、元素濃度、電極電位、硝酸濃度、酸化還元試薬濃度、温度などの比較的容易に測定が可能な溶液データをもとに推測することができる。

Formation and dynamics of exciton pairs in solid argon probed by electron-stimulated ion desorption

馬場 祐治; G.Dujardin*; P.Feulner*; D.Menzel*

Physical Review Letters, 66(25), p.3269 - 3272, 1991/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.66.3269

固体アルゴン及びクリプトンからのAr、Ar、Ar及びKrイオンの電子衝撃脱離(ESD)挙動を10~120eVの照射エネルギー範囲で調べた。脱離に必要な照射エネルギーのしきい値は、Ar及びArで24.2eV、Krで30eVであった。またArはArの生成に対応する84eVにおいて初めて脱離する。Arの脱離では、24.2eV、25.4eV、34eV、50eVに共鳴構造が認められた。前者2つの構造は、表面及びバルクに存在する隣接する2原子のエキシトン生成に対応する。25.4eVの脱離ピーク強度の厚み依存性を調べたところ、バルクのエキシトン対の拡散は、100層以上にも及ぶことが明らかとなった。

鉱物の顕微赤外分光法; 地球科学における新しい顕微状態分析法

中嶋 悟

日本電子ニュース, 27(1-2), p.12 - 17, 1987/02

天然の岩石の構成物質である鉱物については、X線マイクロアナライザーによって数mオーダーでの元素分布が知られるようになったが、今後は、これらの元素がどのような状態で存在するかについての情報も必要とされる。その1つの分析法として、鉱物の顕微赤外分光法は、非破壊で鉱物の微小領域の結晶構造や水の存在状態、多原子価元素の価数等の情報が得られ、鉱物の生成条件や2次的変化などの推定に有効である。フーリエ変換型顕微赤外分光計を用いて、天然の鉱物の20m領域での状態分析を試みた。岩石の割れ目(水みち)周辺での鉱物の水和現象などの研究は、岩石中での物質移動に関与した水の役割を明らかにできよう。また、地層中に存在する微量天然有機物のキャラクタリゼーションは、酸化還元条件に敏感な元素の還元による固定を調べる上で重要である。これらの研究は、顕微赤外分光法で可能となろう。

Generalized Dancoff factor in complex lattice arrangement

石黒 幸雄; 金子 邦男*

Journal of Nuclear Science and Technology, 22(10), p.853 - 856, 1985/00

https://doi.org/10.3327/jnst.22.853

衝突確率法に基づいて、複雑な格子形状におけるダンコフ係数を計算する式が導出された。簡単な形状に対してこれまで提案されてきた式も網羅しており、これまでのダンコフ係数計算法の一般化になっていることが示される。計算例として、高転換軽水炉の模擬集合体であるEIRのPROTEUS炉の格子配列のダンコフ係数に対する計算結果が既存の等価単位格子モデルとの比較において示された。