硫化サマリウムSmSの価数揺動と体積機能
【研究キーワード】
価数揺動 / 金属絶縁体転移 / 電場誘起転移 / 硫化サマリウム / 電子構造 / 体積機能 / アクチュエータ
【研究成果の概要】
(1) 液体窒素下において、広い範囲でI-V特性を計測し、SmSの電場誘起絶縁体-金属転移を実証した。この転移の機構や得られた金属状態の理解に不可欠と考えられる、この絶縁体-金属転移に体積変化がともなうかどうかの検証を行うため、I-V特性と同時にキャパシタンスブリッジによる歪計測を行うことのできる測定系を構築し、予備実験を開始した。
(2) Smサイトを他の希土類R (R=Y, Ce, Pr, Nd)で置換したSm1-xRxSの単結晶を合成し、光反射分光から、ドーピングによる電子状態の変化を検証した。とりわけ、YおよびCe、2種類のドーパントについて同じ置換量x=0.2における光学伝導度を比較したところ、Yドープの場合は価数転移前の(4f)6の電子状態が反映されていたのに対し、Ceドープの場合は価数転移後の(4f)5(5d)1の電子状態が反映されていることがわかった。この結果は、Ceドープはより多くの電子をSmに供給していることを示唆する。電子エネルギー損失分光法によりCe価数を評価したところ、単結晶試料中ではCeは3.2~3.3価であると推定され、YドープとCeドープの違いはドーパントの価数の違いが一因となっている可能性がある。今後、他のドーパントにも測定を広げる。
(3) 磁場による価数転移の検証に向けた実験の準備を行った。強磁場下でも安定的に電気的測定ができるよう、電極形成の手法を改善した。また、試料の品位と電極状態の検証のため、無磁場下での電気抵抗測定を行った。
【研究代表者】