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セリウム近藤半導体の異方的なギャップ構造と特異な磁気秩序の相間

Research Project

Project/Area Number 15J01007
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

川端 丈  広島大学, 先端物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords強相関電子系 / 希土類化合物 / トンネル分光 / 重い電子系 / 近藤半導体 / 反強磁性 / 反強磁性体 / f電子系 / 擬ギャップ
Outline of Annual Research Achievements

フェルミ準位EFに混成ギャップをもつ近藤半導体CeOs2Al10は,Ce化合物としては極めて高いTN = 28.5 Kで反強磁性(AFM)転移する。この原因を探るために, 前年度までに4f/5d正孔と5d電子ドープ系の磁性と伝導および微分コンダクタンスdI/dVを測定してきた。その結果, 三種のドープ量増加により磁性や伝導の変化は大きく異なるにもかかわらず, これらは共通して, 混成ギャップV1と反強磁性に伴うギャップVAFがTNの低下と相関して減少すること, EFでの状態密度N(EF)に比例するゼロバイアスでのdI/dVの値(ZBC)は, TNの低下と逆相関して増加することが判った。これは, 高いTNのAFM転移には混成ギャップが必要であること, ギャップ内状態の発達によってギャップが埋まることを示唆した。更に重要な共通点は, V1とVAFが共存する領域でのみZBCがTNより高いT*で減少し始めることである。この結果は, CeOs2Al10ではAFM転移よりも高温からN(EF)が減少することを意味するが, その原因は不明であった。
そこで本年度は, このN(EF)減少の原因を電気伝導の異方性の観点から明確にするために, N(E=EF)のエネルギー変化に敏感である熱電能Sに着目し, 4f正孔ドープ系のSを測定し, 以前測定した5d正孔/電子ドープ系の結果と比較した。無置換系のSは, 混成ギャップが開く80 K以下で減少し, b軸方向のみ36 K(= TS)以下で減少する。このTSは, 三種類のドープで共通して低下するが, その値はZBCが減少し始める温度T*とよく一致した。この結果から, N(EF)の減少する原因は, 混成ギャップの開いた状態で, 転移温度より高温から準粒子伝導がb軸方向で変化するためであることが判った。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] Interplay between hybridization gaps and antiferromagnetic gap in the hole-doped Kondo semiconductor Ce(Os1-yRey)2Al102017

    • Author(s)
      J. Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, A. Sugimoto, Y. Muro, and T. Takabatake
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 807 Pages: 012008-012008

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/1/012008

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  • [Journal Article] Dilution effects on the antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al102017

    • Author(s)
      Y. Okada, J. Kawabata, Y. Yamada, Y. Muro, and T. Takabatake
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 807 Pages: 022003-022003

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/2/022003

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  • [Journal Article] Uniaxial pressure effects on the unusual antiferromagnetic transition in the Kondo semiconductor CeOs2Al102017

    • Author(s)
      K. Hayashi, K. Umeo, Y. Yamada, J. Kawabata, Y. Muro, and T. Takabatake
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 807 Issue: 2 Pages: 022002-022002

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/2/022002

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Doping effects on the hybridization gap and antiferromagnetic order in the Kondo semiconductor CeOs2Al10 studied by break-junction experiments2017

    • Author(s)
      J. Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, Y. Okada, A. Sugimoto, Y. Muro, T. Takabatake
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 95

      Volume: 95 Issue: 3

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.035144

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  • [Journal Article] Doping effects on the electronic structure of an antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al10: An optical study with Re and Ir substitution2016

    • Author(s)
      S. Kimura, H. Takao, J. Kawabata, Y. Yamada, T. Takabatake
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Issue: 12 Pages: 123705-123705

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.123705

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    • Author(s)
      K. Hayashi, Y. Muro, T. Fukuhara, J. Kawabata, T. Kuwai, T. Takabatake
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 3 Pages: 034714-034714

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.034714

    • NAID

      210000133873

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      2015 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Hybridization gaps and antiferromagnetic gap in the Kondo semiconductors CeT2Al10 (T=Fe and Os) observed by break-junction tunneling spectroscopy2015

    • Author(s)
      . Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, Y. Sakai, A. Sugimoto, Y. Muro, T. Takabatake
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 92 Issue: 20

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.201113

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    • Author(s)
      Y. Yamada, J. Kawabata, T. Onimaru, T. Takabatake
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 84 Issue: 8 Pages: 084705-084705

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.084705

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  • [Journal Article] Anisotropic Chemical Pressure Effect on the Antiferromagnetic Kondo Semiconductor Ce(Ru1-xFex)2Al102015

    • Author(s)
      K. Hayashi, Y. Muro, T. Fukuhara, T. Kuwai, J. Kawabata, T. Takabatake, M. Hagihara, K. Motoya
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 75 Pages: 121-126

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.017

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      2015 Annual Research Report
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  • [Presentation] 反強磁性近藤半導体CeOs2Al10の三段ギャップ構造に対するLa希釈効果2017

    • Author(s)
      川端 丈,浴野 稔一, 岡田 泰洋, 山田 義大,杉本 暁, 室 裕司, 高畠 敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 反強磁性近藤半導体CeT2Al10(T = Ru, Os)のc-f混成および擬ギャップに対する一軸圧力効果2017

    • Author(s)
      林慶介, 竹内崇志, 川端丈, 梅尾和則, 室裕司, 高畠敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-17
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  • [Presentation] 近藤半導体CeT2Al10(T=Ru, Os)における磁場誘起相の磁場方向依存性II2017

    • Author(s)
      近藤晃弘, 金道浩一, 中川史也, 片岡真一, 谷田博司, 世良正文, 川端丈, 高畠敏郎, 西岡孝
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] CeOs2Al10の光学伝導度スペクトルのホール・電子ドープ効果2017

    • Author(s)
      木村真一, 高尾一, 山田義大, 川端丈, 高畠敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-17
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  • [Presentation] 近藤半導体CeT2Al10(T = Ru, Os, Fe)の特異な反強磁性秩序に対する一軸圧力効果2017

    • Author(s)
      竹内崇志, 林慶介, 川端丈, 梅尾和則, 高畠敏郎, 室裕司
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] パルスマグネットを用いた近藤半導体CeT2Al10 (T=Ru, Os, Fe)の圧力下磁気抵抗 II,2017

    • Author(s)
      近藤晃弘, 金道浩一, 中川史也, 片岡真一, 谷田博司, 世良正文, 川端丈, 高畠敏郎, 西岡孝,
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 近藤半導体CeT2Al10 (T = Ru,Os)の特異な反強磁性転移に対する一軸圧力効果,2017

    • Author(s)
      林慶介, 竹内崇志, 川端丈, 梅尾和則, 室裕司, 高畠敏郎,
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Roles of hybridization in the unusual antiferromagnetic order in Kondo semiconductors CeT2Al10 (T = Ru and Os),2017

    • Author(s)
      T. Takabatake, J. Kawabata, K. Hayashi, T. Takeuchi, Y. Yamada, Y. Okada, K. Umeo, T. Ekino, A. Sugimoto, Y. Muro,
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2017)
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] 近藤半導体CeOs2Al10の三段のギャップに対する4f正孔及び5d正孔/電子ドープの効果2016

    • Author(s)
      川端 丈,浴野 稔一, 岡田 泰洋, 山田 義大,杉本 暁, 室 裕司, 高畠 敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 第72年次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 近藤半導体CeT2Al10(T=Ru, Os)の一軸圧下における反強磁性転移の格子ひずみ依存性2016

    • Author(s)
      林慶介, 竹内崇志, 川端丈, 梅尾和則, 室裕司, 高畠敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 第72年次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-13
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  • [Presentation] パルスマグネットを用いた近藤半導体CeT2Al10 (T=Ru, Os, Fe)の圧力下磁気抵抗2016

    • Author(s)
      近藤晃弘, 金道浩一, 山本昇由, 片岡真一, 谷田博司, 世良正文, 川端丈, 高畠敏郎, 西岡孝
    • Organizer
      日本物理学会 第72年次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of in-gap states in the antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al10 by doping of 5d electrons and holes2016

    • Author(s)
      J. Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, A. Sugimoto, Y. Muro, T. Takabatake
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2016)
    • Place of Presentation
      Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-05-08
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  • [Presentation] Dilution and Doping Effects on the Antiferromagnetic Kondo Semiconductor CeOs2Al102016

    • Author(s)
      T. Takabatake, Y. Okada, J. Kawabata, Y. Yamada, K. Hayashi, T. Ekino, Y. Muro
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2016)
    • Place of Presentation
      Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-05-08
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  • [Presentation] Uniaxial pressure effects on the unusual antiferromagnetic transition in the Kondo semiconductor CeOs2Al102016

    • Author(s)
      K. Hayahsi, K. Umeo, Y. Yamada, J. Kawabata, Y. Muro, T. Takabatake
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2016)
    • Place of Presentation
      Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-05-08
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  • [Presentation] 近藤半導体CeOs2Al10の5d正孔・電子ドープによるギャップの抑制とin-gap statesの発達2016

    • Author(s)
      川端 丈, 浴野 稔一, 山田 義大, 杉本 暁, 室 裕司, 高畠 敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 第71年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 近藤半導体CeOs2Al10の磁気転移とc-f混成に対する一軸圧力効果2016

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      林 慶介, 山田 義大, 川端 丈, 梅尾 和則, 高畠 敏郎, 室 裕司
    • Organizer
      日本物理学会 第71年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 近藤半導体CeOs2Al10の反強磁性秩序に対するLa希釈効果2016

    • Author(s)
      岡田 泰洋, 山田 義大, 川端 丈, D. T. Adroja, 高畠 敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 第71年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 近藤半導体CeT2Al10(T=Ru, Os)における磁場誘起相の磁場方向依存性2016

    • Author(s)
      近藤 晃弘, 金道 浩一, 中川 史也, 片岡 真一, 谷田 博司, 世良 正文, 川端 丈, 高畠 敏郎, 西岡 孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 破断接合法トンネル分光で観測した近藤半導体CeOs2Al10の5d電子・正孔ドープによるギャップ構造の抑制2015

    • Author(s)
      川端 丈, 山田 義大, 高畠 敏郎, 坂井 優太, 杉本 暁, 浴野 稔一, 室 裕司
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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  • [Presentation] CeOs2Al10の電子構造の電子・ホールドープ効果II2015

    • Author(s)
      高尾一, 亀井俊, 山田 義大, 川端 丈, 高畠 敏郎, 木村真一
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 反強磁性近藤半導体CeOs2Al10のLa置換効果2015

    • Author(s)
      岡田 泰洋, 山田 義大, 川端 丈, 高畠 敏郎
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] CeT2Al10(T=Ru, Os)置換系におけるスピンギャップの磁場効果II2015

    • Author(s)
      近藤 晃弘, 金道 浩一, 中川 史也, 吉田 康助, 谷田 博司, 世良 正文, 川端 丈, 高畠 敏郎, 西岡 孝
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Ce(Os1-yRey)2Al10の高分解能光電子分光2015

    • Author(s)
      永山 貴将, 寺嶋 健成, 川端 丈, 山田 義大, 高畠 敏郎, 脇田 高徳, 村岡 祐治, 横谷 尚睦
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Break-Junction tunneling spectroscopy of Kondo semiconductors CeT2Al10 (T = Fe, Os)2015

    • Author(s)
      J. Kawabata, Y. Yamada, T. Takabatake, Y. Sakai, A. Sugimoto, T. Ekino, Y. Muro
    • Organizer
      International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-07-05
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  • [Presentation] Anisotropic thermopower of the antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al10 doped with 5d electrons and holes2015

    • Author(s)
      T. Takabatake, Y. Yamada, J. Kawabata, T. Onimaru, Y. Muro
    • Organizer
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      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-07-05
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  • [Presentation] Anisotropic chemical pressure effect on the antiferromangetic Kondo semiconductor Ce(Ru1-xFex)2Al102015

    • Author(s)
      K. Hayashi, Y. Muro, T. Fukuhara, T. Kuwai, J. Kawabata, T. Takabatake, M. Hagiwara, K. Motoya
    • Organizer
      International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-07-05
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    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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