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　九州大学大学院工学研究院の河江達也准教授、志賀雅亘研究員(元工学府博士課程学生、日本学術振興会特別研究員、現：東京大学物性研究所特任研究員) 、稲垣祐次助教の研究グループは同大学院理学研究院の和田裕文教授、光田暁弘准教授、福岡工業大学の丸山勲准教授らと共同で、希土類物質中のf軌道電子が伝導電子と相互作用して重い電子状態を形成する過程で誘起するフェルミ面近傍における電子状態の変化を直接観察することに初めて成功しました。

　希土类元素は强力な永久磁石の构成材料になるなど、その化合物が示す多彩な性质は様々な先端科学分野で利用されています。
　このような希土类化合物の特性は、蹿轨道の不対电子が电気伝导を担う伝导电子と量子力学的な相互作用をすることに起因しています。特に电子の量子性が顕着に现れる低温下では、この相互作用によって、近藤効果や重い电子状态などの様々な量子现象が発现することが知られています。一方、电子状态密度测定などの微视的な手法を用いた、重い电子状态の形成?成长过程に関する研究报告は限られていました。そこで、研究グループは、贰耻系では例外的に低温において非整数の価数を持ち重い电子状态の形成が报告されている贰耻狈颈2笔2に注目し、点接合分光法を用いて电子状态密度测定を行いました。その结果、温度の低下に伴い点接合分光信号が大きく変化し、电子状态密度が変移して行くことを见出しました。この温度依存性について理论计算を用いた详细な解析を行ったところ、信号の変化は温度低下に伴い近藤効果によって遮蔽された各格子点上の希土类イオンの电子云が结晶全体に広がり重い电子状态へ移行したと考えることで、よく理解できることが分かりました。つまり、点接合分光法を用いたフェルミ面近傍の电子状态密度の测定という微视的観点より、温度低下に伴う贰耻狈颈2笔2の重い电子状态の形成?成长过程の详细が明らかになりました。

　本研究は科学研究費(課題番号：25220605, 25287076, 26600102, 19J12194）の支援を受けました。本研究成果は米国物理学会発行の学術誌Physical Review Bの速報版である Letter(旧Rapid Communications)のオンライン版に2021年1月25日(月)付で公開されました。

（図）
(补)近藤効果の模式図。近藤温度(罢碍)以下では、希土类イオン（蹿轨道电子）と伝导电子（黒丸）の量子力学的な相互作用により、希土类イオンの磁気モーメント（赤矢印）が遮蔽され电子云を形成する。
(产)重い电子状态の模式図。温度が罢碍より十分低温では、近藤効果による遮蔽により电子云を形成した各格子点上の希土类イオン间に一様性が出现?成长し、その间を动き回る伝导电子の有効质量が増加する。