平成 21 年度日本大学文理学部個人研究費研究実績報告書物理学科・教授・久保康則研究課題量子臨界点近傍の電子状態の研究研究目的および報研究概要告の概研究要の結果研究の考察・反省フェルミ準位近傍に位置する局在寸前の 4f 電子と伝導電子が混成し，4f 電子間の電子相関が強くても，f 電子はこの伝導電子との混成を介して遍歴することが出来，金属に止まる。一方，f 電子の大部分はフェルミ準位に位置し，重い電子を発現する。その基本的なシナリオは周期的アンダーソンモデル等の視点で説明され，RKKY 相互作用と近藤効果の拮抗が鍵になっている。代表的な物質群として Ce 化合物系が多く研究され，その重い電子の起源は基本的なシナリオにより理解されている。一連の化合物 YbT2Zn20(T=Fe,Co,Ru,Rh,Os,Ir)は，比熱係数γ が 500(mJ/mol/K2)以上で，T=Co の場合はγ=7900 (mJ/mol/K2)と非常に大きく注目を集めていて，T=Co,Ir については低温でのド・ファ－スファン・アルフェン効果（dHvA）の磁場依存，低温での磁化測定，磁気抵抗の測定から量子臨界性を示す電子系として注目を集めている。これらの物質の電子状態を第一原理計算により求め，実験で得られた結果との対応を探る。重い電子系 YbT2Zn20(T=Fe,Co,Ru,Rh,Os,Ir)の価電子として f-電子を含まない Y， f-電子が完全に局在している Lu で置き換えた電子系を第一原理計算により評価し，f-電子状態の生成には T 原子に依存した参照系の電子状態の特徴が重要である事が明らかになった。すなわち，T=Fe, Ru, Os の系では，T-原子に起因する d電子状態の密な領域に f-電子状態を形成し，d-電子状態を排除し，一方，T=Co, Rh, Ir の系では，T-原子に起因する d-電子状態の粗な領域に f-電子状態を形成し，d電子状態が引き込まれる。このことが，T=Fe, Ru, Os の系に比べて T=Co, Rh, Ir の系の f-電子状態がフェルミエネルギ－準位に接近して存在できる主要な原因であることが明らかにされた。この結果により，上述した低温の実験で見いだされた帯磁率，電気抵抗，比熱の振る舞いの T 原子に依存した振る舞いが理解される。量子臨界性を示す電子系 YbT2Zn20(T=Fe,Co,Ru,Rh,Os,Ir)の第一原理計算から，この系の f-電子状態の特徴を洗い出すことができ，f-電子がどのような形で遍歴的な顔をのぞかせるのかを指摘することができた。この方向をさらに進め多体効果の中（例えばアンダーソンモデル）で，どのような展開が見られるか探る。 ※この欄は，本報告書提出時点で判明している事項についてご記入ください。研究発表学会名発表テーマ年月日／場所研究成果物テーマ誌名巻・号発行年月日発行所・者日本物理学会 2009 年秋季大会 9 月 25 日 / 熊本大学 “CeRu2Si2 における近藤温度前後での電子占有数密度の比較” “重い電子系 YbT2Zn20(T=Fe，Co，Ru，Rh，Os，Ir)の電子状態 II” 日本物理学会 2010 年年次大会 3 月 21 日，23 日 / 岡山大学 “RT2Zn20,(R=Y,Yb,Lu),(T=Fe,Co,Ru,Rh,Os,Ir)の電子状態の研究” “YbIr2Zn20 とその関連物質のドハース・ファンアルフェン効果” “Heavy Fermion State in YbIr2Zn20”, Journal Physical Society of Japan, Vol.78, No.12, December (2009) pp.123711-123714