研究テーマ

・Yb化合物の金属的価数秩序の研究

　YbPdは立方晶CsCl型構造をもち、Ybの平均価数が2.8価の価数揺動物質である。4つの相転移を示すことが古くから報告されていたが、その機構が長年不明のままだった。我々は、単結晶のX線回折実験によりT1=130Kで立方晶から正方晶への構造相転移が起こり、T2=105KでYbの価数秩序が起こっていることを明らかにした。通常、価数秩序は電気伝導性が悪い物質で起こるが、本物質は金属的な電気伝導性を示すことから特異な価数秩序である。価数秩序では磁性的なYb3+と非磁性的なYb2.6+が層状に積層している。更に本物質はT3=1.9K以下で磁気秩序を示すことから、その構造を調べるためにJ-Parcで中性子回折実験を行った。その結果、磁気伝播ベクトルk=(0.080 0 0.32)の非整合サイン波構造を明らかにした(右図)。更にYb3+は磁気モーメントをもつのに対し、Yb2.6+は持たないことも明らかにし、上述の価数秩序構造を支持する結果を得た。サイン波磁気構造におけるYb3+の磁気モーメントの振幅は0.3μBであり、通常のYb3+の局在モーメントに比べて小さく、近藤効果によって一部遮蔽されている可能性も考えられ、磁気揺らぎや価数揺らぎの共存した特異な基底状態が実現している可能性がある。