연구 그룹이 주목한 것은 희토류 화합물 중 하나인 YbPd(이테르븀 팔라듐)이다.희토류 화합물에서는 4f 궤도의 부대전자가 전기전도를 담당하는 전도전자와 양자역학적 상호작용을 함으로써 다양한 특성을 나타내는 특징이 있다.예를 들어 하이브리드 자동차에서 사용되는 영구자석의 구성 재료 등 다양한 첨단 과학 분야에서 이용 가능하다.

　YbPd에서는, Yb의 가수가 +2.6가를 갖는 2차원면과 +3가를 갖는 2차원면이 교대로 배열된다는 특이한 구조가 실현되는 것을 알 수 있다.이와 같이 동종 원소의 이온이 가수가 다른 상태에서 공간적으로 질서화하여 늘어선 것을 가수 질서라고 부르지만, 가수 질서 구조에서 어떤 전자 상태가 출현하고 있는지는 지금까지 알 수 없었다.

　이번에 점접합 분광법을 이용하여 YbPd의 전자의 에너지 상태를 상세하게 조사한 결과, 2종류의 파노 공명 신호가 관측되었다.이것은 단일 에너지 준위가 연속적인 에너지 준위와 간섭함으로써 발생하는 양자 역학적 공명 효과이며, 특징적으로 온도 변화하는 파노 신호가 검출되는 것은 각 Yb 사이트에서 독립적입니다. 에 「콘도 공명 상태」가 출현하고 있는 것을 나타내는 것이라고 한다.즉, 콘도 공명 준위와 연속적인 전도 전자 준위 사이에 간섭이 일어나 파노 공명이 일어난 것으로 생각된다.

　콘도 공명 상태의 형성은 f궤도의 전자가 가지는 자기 모멘트가 전도 전자에 의해 상쇄되는 것을 의미하고, 자성 불순물이 전도 전자와 자기적으로 결합하여 비자성 상태를 만드는 현상이다. 효과가 가수질서물질에서도 관측할 수 있었던 것이다.이 성과는 희토류 화합물이 나타내는 다양한 자기적 성질의 해명에 도움이 됨과 동시에 새로운 기능성 재료의 개발로 이어질 것으로 기대된다.

논문 정보:【Physical Review B】Observation of Kondo resonance in valence-ordered YbPd