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物性:重いフェルミ金属URu2Si2の隠れた軌道秩序

Nature 417, 6891 doi: 10.1038/nature00795

物質が高い温度から冷やされる際に、それを構成している粒子間の集合的な不安定性から新しい秩序が導かれる。比熱の異常はこの現象の典型的な特性である。通常、随伴秩序は容易に確認されるが、その性質が解明されていないものがある。重いフェルミ金属URu2Si2はその一つの例であり、T0=17Kでの著しい比熱の異常の原因となる秩序は17年以上にもわたる努力にもかかわらず突き止められていない。URu2Si2では、大きな電子間斥力と反強磁性揺らぎが共存するため、異方的に結合する準粒子状態がエネルギー的に有利で、ほぼ非圧縮性の重い電子流体となる。今回、我々はURu2Si2の隠れた秩序の性質についての提案を行う。そして、不整合な軌道反磁性がウラニウムイオン間の循環電流に随伴し、17Kの相転移において観測されるエントロピー損失と局所磁場の原因となりうることを示す。また我々は、この提案に基づいて中性子散乱の測定結果に対する詳細な予測を行った。これによって実験的な検証が可能になるだろう。

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