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ルテニウム2次元酸化物に圧力・磁場で誘起される新奇な量子状態

研究課題

研究課題/領域番号 20029017
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関広島大学

研究代表者

中村 文彦  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (40231477)

研究分担者 鈴木 孝至  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (00192617)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2009年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2008年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード強相関電子系 / 金属-絶縁体転移 / 遍歴電子強磁性 / 圧力効果 / 電場効果 / Ru酸化物 / トリプレット超伝導 / スーパークリーン物質 / 遍歴電子磁性
研究概要

本研究では,スーパークリーンな系Ru214酸化物で,外場で誘起される様々な新奇量子凝縮相や現象を探索し,そして,その状態の特異性を明らかにし,それらの発現機構の理解を進めることにある.今年度の成果は,以下の2つである.
1. モット絶縁体から超伝導まで:4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4の圧力効果
4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧で,モット転移し遍歴電子強磁性を基底状態に持つ擬2次元金属となる.我々はこれが8GPa以上の加圧で遍歴電子強磁性がt突然消失,超伝導が出現することを明らかにした.現在の所我々の最大圧力14GPaで0.4Kである.また,この超伝導は強磁性相に隣接していること.関連物質のSr_2RuO_4ではスピン3重項超伝導が現れることから,この超伝導は強磁性のゆらぎを起源としたスピン3重項超伝導ではないかと期待されている.
2. 4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4の電場誘起絶縁破壊:
我々は,Ca_2RuO_4に300Kで電場を印加すると,わずか乾電池一個に満たない0.8Vで構造転移を伴ってMott絶縁体が金属化する.また,低温まで金属状態を維持した場合強磁性が出現することを明らかにした.今年度は,電圧挿引に加え電流挿引でも絶縁破壊を誘起することに成功した.ただ,電流挿引での絶縁破壊では負性微分抵抗が現れる.すなわち,転移の過程ではパーコレーションのような非平衡・非線形効果が存在することを明らかにした.

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Evidence of superconductivity on the border of quasi-2D ferromagnetism in Ca_2RuO_4 at high pressure2010

    • 著者名/発表者名
      P..Alireza, F.Nakamura, S.Goh, Y.Maeno, S.Nakatsuji, Y.Ko, M.Sutherland, S.Julian G..Lonzarich
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 22

      ページ: 52202-52202

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure induced novel-phenomena in Mott insulator Ca_2RuO_42010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamauchi, F. Nakamura, M.Sakaki, T.Takemoto, T.Suzuki, P.Alireza, Y.Maeno
    • 雑誌名

      Physica C (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic giant magnetoresistance near the Mott transistion in pressurized Ca_2RuO_42009

    • 著者名/発表者名
      F.Nakamura, RNakai, T.Takemoto, M.Sakaki, T.Suzuki, P.L.Alireza, S.Nakatsuji Y.Maeno
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Motto縁体Ca_2RuO_4の絶縁破壊と構造転移2010

    • 著者名/発表者名
      坂木麻里子, 山内洋平, 木村有作, 中村文彦
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡由大学 岡山市
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ca_2RuO_4のMott転移とその基底状態2010

    • 著者名/発表者名
      中村文彦
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学 岡山市
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ca_2RuO_4のMott転移とその基底状態2009

    • 著者名/発表者名
      中村文彦
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教学院池袋東京都
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] ペロブスカイト型酸化物の相転移誘起方法、電子機能素子材料として用いられるペロブスカイト型酸化物及びペロブスカイト型酸化物を用いた電子機能素子2009

    • 発明者名
      中村文彦, 竹本哲雄, 坂本麻里子, 山内洋平
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権番号
      2009-283474
    • 取得年月日
      2009-12-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 特許 : ペロブスカイト型酸化物の相転移誘起方法、電子機能素子材料として用いられるペロブスカイト型酸化物及びペロブスカイト型酸化物を用いた電子機能素子2008

    • 発明者名
      中村文彦, 竹本哲雄
    • 権利者名
      広島大学
    • 出願年月日
      2008-12-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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