Published papers

鉄系層状化合物CeFePOの磁性, 電子状態を57Feメスバウワ分光を用いて測定した。磁気分裂が存在しないことから、9.4 Kから293 Kの温度範囲でCeFePOは常磁性を示すことが示された。57Feメスバウワスペクトルの四極子分裂は小さく、デバイ温度は448 K程度であると示された。57Feの異性体シフトは0.32 mm/sと求まり、Feは金属的、または共有結合的な化学結合を示す。

新規な擬二次元格子系であるCeRu1-xFexPOを合成し、微視的な磁性を31P-NMRにより明らかにした。磁化率、磁気ゆらぎのx依存性よりRu/Feの濃度が0.13-0.14 atom%程度の場合, RuとFeの固溶による強磁性状態, 及び重い電子状態の消失、すなわち量子臨界状態となる。

擬二次元格子系であるCeRu1-xFexPOの組成制御を厳密に行い、微視的な磁性と量子臨界点付近の磁気ゆらぎの次元性を31P-NMRより明らかにした。母相 (x = 0)中のCeイオンは、正方格子をとるにも関わらず、状態密度とナイトシフトの相関にょり定義されたスケーリング指数から判断すると、三次元的な強磁性を示す。RuとFeの固溶体では量子臨界点(QCP)付近で三次元的な強磁性秩序から二次元的な強磁性秩序に変化する。

混合アニオン層状化合物Sr2CrFeAsO3-deltaの電子磁気状態相図を明らかにした。試料は主相以外に異相を含むため、分析化学的に格子体積と酸素欠損量の線形関係を仮定し、試料の化学組成を求めた。Sr2CrFeAsO3-deltaに含まれるFeは、酸素欠損量におうじて、”ストライプ型反強磁性相”と”内部磁場に分布の存在する反強磁性相”のいずれかを示す。

We elucidate the magnetic phases and superconducting (SC) transition temperatures (Tc) in Sr2VFeAsO3−δ(21113V), an iron-based superconductor with a thick-blocking layer fabricated from a perovskite-related transition metal oxide. At low temperatures (T<37.1 K), 21113V exhibited a SC phase in the range 0.031⩽δ⩽0.145 and an antiferromagnetic (AFM) iron sublattice in the range 0.267⩽δ⩽0.664. Mixed-valent vanadium exhibited a dominant AFM phase in 0.031⩽δ⩽0.088, and a partial ferrimagnetic (Ferri.) phase in the range 0.124⩽δ⩽0.664. The Ferri. phase was the most dominant at a δ value of 0.267, showing an AFM phase of Fe at T<20 K. Increasing the spontaneous magnetic moments reduced the magnetic shielding volume fraction due to the SC phase. This result was attributed to the magnetic phase of vanadium, which dominates the superconductivity of Fe in 21113V. The Tc–δ curve showed two maxima. The smaller and larger of Tc maxima occurred at δ=0.073 and δ=0.145, respectively; the latter resides on the phase boundary between AFM and the partial Ferri. phases of vanadium. 21113V is a useful platform for verifing new mechanisms of Tc enhancement in iron-based superconductors.

銅欠陥のあるクラマイト型Cu3-xSnS4 (CTS)の電気/熱輸送特性を明らかにした。CTSの結晶学的な特徴はCuとSnのサイト間の構成イオンの部分的な交換(アンチサイト)である。CTSはバンド絶縁体的な挙動を示すCu2ZnS4とCu3SbS4と異なり, キャリアドープにより 10の21乗程度のキャリア密度を示す金属であり, 格子熱伝導率は 2 Wm-1K-1であった.この輸送現象はCu 3d と S 3p 軌道に由来する.

地殻に多く含まれている元素である銅を主成分として含む硫化物は、電子機能が発現する場合、コスト上魅力的な材料といえる。本稿では、室温から573 KでのCu3SbS4の熱電パラメータ(電気抵抗率、熱伝導率、ゼーベック係数)を測定し、その無次元性能指数(ZT)は、Snドープにより0.1程度まで上昇することを報告する。

シャンド鉱型強磁性体Co3-xFexSn2S2の室温から1673 K、常圧から11 GPaの高温高圧において、その場エネルギー分散X線回折パターンを測定し、Feの固溶限界の圧力依存性を明らかにした。常圧下ではFeの固溶はx=0.6が上限であるのに対し、高圧下ではx=1.0程度まで固溶限界が上昇する。それに伴い、強磁性転移温度は、母相の175 Kよりx=1.0の68 Kまで減少する。これらの結果は擬ポテンシャルによる密度汎関数法による電子状態計算結果と矛盾しない。

量子相転移(QCP)は、磁性に近接し、しばしば超伝導相の出現を伴うことから、多くの研究者に着目される物理現象である。本報告では、重い電子系で生じる強磁性的なQCPに関して予備的な報告を行う。Ce(Fe1-xCrx)PO (x = 0.10, 0.20, 0.30)多結晶試料は、固相反応により作製された。各試料の結晶相はX線回折により確認した。各試料の磁気転移温度はアロットプロットにより求めた。Ce(Fe1-xCrx)POのQCPは、x=0.00-0.10に存在する。

The effect of Rh substitution on the electronic structure of charge transfer type compound NiS is studied by XPS. We find the following results. (1) A narrow band is newly superimposed on the main peak (d^8^L) of NiS in the valence band region and its width increases with x. (2) The peak position and the line shape of Rh 3d core level spectra are very close to that of Rh metal. (3) The S 2s and the S 2p_3/2_ core level peaks shift toward higher binding energy (E_B_) with increasing x. (4) The Ni 2p_3/2_ core level main peak (d^9^L) shifts toward lower E_B_ with increasing x. (5) The E_B_ separation of the Ni 2p_3/2_ main and satellite peaks decreases as x increases, while the relative intensity of the latter peak to the former one increases. We suggest a tentative model that a Mott-Hubbard type metallic d-band is superimposed on charge transfer type host NiS, and that this contribution is one of the electronic origin for dT_t_/dx<0 reported previously. The origin of the metallic band is attributed to the Rh-Rh and/or Ni-Rh interactions in Ni_1-x_Rh_x_S.

Magnetic susceptibility χ, electrical resistivity ρ, thermoelectric power S, XPS spectra and hexagonal lattice parameters c and a are measured on the NiAs-type Ni_1-x_S_1-y_Se_y_ (x≤0.04; y≤1.00). We find the followings (1) the nonmetal-metal transition temperature T_t_, the phonon-drag coefficient C below T_t_ and dχ(T>T_t_)/dT decrease and they are suppressed at x_c_ and y_c_ with increase in x and y, respectively. (2) The nearest neighboring S_1-y_Se_y_(Z)-Z, Ni-Z and Ni-Ni distances just below T_t_ (D_Z-Z_N, D_Ni-Z_N, D_Ni-Ni_N, respectively) are depressed with increase in x. D_Z-Z_N and D_Ni-Ni_N only slightly depend on y, while D_Ni-Z_N increases with increasing y. (3) No change in the d8L peak (L: hole in the Z network) in the valence band region is observed among Ni_1-x_S_1-y_Se_y_ and Ni_0.93_Te. (4) The Ni 2p_3/2_d^9^L core level peak shifts to lower binding energy E_B_ with increasing y, while it hardly changes with x. (5) The E_B_ of S 2s and S 2p core levels decrease with increasing textotx; the EB of S 2p one decreases with increasing y. From the view point of the charge-transfer model, the pressure and the Ni-vacancy substitution effects on Tt are mainly explained by the increase in the Z(p) band width, and the Se-substitution effect by the decrease in the charge-transfer energy. The Ni-vacancies also introduce extra holes in the Z(p) band.

The y(1-y)-like maxima in Ni0.98S1-ySey are found beyond yc in the y-dependences of the coefficient of the T2 contribution to the resistivity and of the residual resistivity. Here, the critical concentration of the antiferromagnetic and less-conductive phase is determined to be yc = 0.095.

We have performed the photoemission spectroscopic study of NiS in both antiferromagnetic and Pauli paramagnetic phases below and above T_t_. The spectra show similar characteristic features of localized d electrons. It is suggested that fluctuations of the Ni 3d local moments due to hybridization with S 3p states near the Fermi level are responsible for the Pauli paramagnetic behavior above T_t_.

Cu_4_SnS_4_の電導度相転移温度に熱電能の異常を見い出した。また, 本物質の熱電性能指数Zは約8×10^-4^K^-1^とかなり大きいことがわかった。

熱起電力のゼロレベルをはっきりさせることを念頭においた低温での熱起電力の温度変化測定法を開発した。これを用いて，超伝導状態にある酸化物高温超伝導化合物の熱起電力ゼロを示した。