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カゴ状構造をもつSm化合物における磁場に鈍感な強相関物性の究明

Research Project

Project/Area Number 15J07600
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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

Principal Investigator

山田 瑛  首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords単結晶育成 / 極低温物性測定 / 超伝導 / カゴ状化合物 / 中間価数 / 重い電子状態 / Sm化合物 / dHvA量子振動 / 近藤効果 / コーラー則 / 修正コーラー則
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度までに得た研究結果を発表するとともに、必要な実験を行い、論文にまとめた。また、Sm系の重い電子状態について、電子比熱係数とSmイオン平均価数の間に相関を見出し、学会発表を行なった。以下に本年度の研究成果をまとめる。
1. 昨年度、単結晶育成に成功したSmPt2Cd20において、T=0.64 Kに強磁性転移を発見し、比熱と温度の比C/Tは強磁性転移温度以下でも、異常に増大していることを見出した。この系のC/Tの磁場依存性を詳細に測定した。低温低磁場領域での物性異常はSmPt2Cd20が強磁性臨界点近傍に位置する化合物である可能性を示している。
2.LaTr2Al20 (Tr = Ti, V, Nb, Ta)において超伝導転移を発見し、電気抵抗率、交流磁化率、比熱から磁場温度相図を決定した。今回発見した4つの超伝導体を含むグループは、単結晶構造解析によって決めた原子位置から推定した希土類サイトの“guest free space”がほとんどないが、超伝導転移温度は0.15Kから1.05Kまで広く分布する。これは希土類サイトの非調和原子振動以外の要因、(1)Al原子の16cサイトの巨大な原子振動や(2)遷移金属元素dバンドの特性が超伝導転移温度に寄与していることを示唆している。
3.最近、Sm系の重い電子状態を説明する一つの理論として、2軌道不純物アンダーソンモデルを応用した理論が提案された。この理論では重い電子状態は、以下の特徴をもつ。(ア)電子比熱係数の増大、(イ)ウィルソン比の縮小、(ウ)f電子の占有数の変化(中間価数)。この理論とSm系重い電子状態を比較するため、Sm化合物の電子比熱係数とX線吸収分光実験で決定したSmイオン平均価数の関係を整理し、電子比熱係数が最も大きくなるのは、Smイオン平均価数が3価に近い中間価数領域に集中していることを見出した。

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

    (53 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results) Presentation (38 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Superconductivity in Cage Compounds LaTr2Al20 with Tr = Ti, V, Nb, and Ta2018

    • Author(s)
      Yamada Akira、Higashinaka Ryuji、Matsuda Tatsuma D.、Aoki Yuji
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Issue: 3 Pages: 033707-033707

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.033707

    • NAID

      210000134723

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  • [Journal Article] Low Curie temperature ferromagnetic phase in SmPt2Cd20 possibly accompanied by strong quantum fluctuations2017

    • Author(s)
      Yamada Akira、Oike Shota、Higashinaka Ryuji、Matsuda Tatsuma D.、Aoki Yuji
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 96 Issue: 8 Pages: 085102-085102

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.085102

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  • [Journal Article] SnAs-Based Layered Superconductor NaSn2As22017

    • Author(s)
      Goto Yosuke、Yamada Akira、Matsuda Tatsuma D.、Aoki Yuji、Mizuguchi Yoshikazu
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 86 Issue: 12 Pages: 123701-123701

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.123701

    • NAID

      210000134601

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  • [Journal Article] Sm valence states and magnetic properties in SmBe13 and SmTi2Al20 investigated by Sm synchrotron-radiation-based M?ssbauer spectroscopy2017

    • Author(s)
      Tsutsui Satoshi、Kobayashi Yoshio、Nakamura Jin、Kubo Michael K.、Amagasa Shota、Yamada Yasuhiro、Yoda Yoshitaka、Shimizu Yusei、Hidaka Hiroyuki、Yanagisawa Tatsuya、Amitsuka Hiroshi、Yamada Akira、Higashinaka Ryuji、Matsuda Tatsuma D.、Aoki Yuji
    • Journal Title

      Hyperfine Interactions

      Volume: 238 Issue: 1 Pages: 1001-8

    • DOI

      10.1007/s10751-017-1473-z

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    • Author(s)
      Gen Jinno, Rajveer Jha, Akira Yamada, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Masanori Nagao, Osuke Miura, Yoshikazu Mizugchi
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 85 Issue: 12 Pages: 1247081-6

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.124708

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    • Author(s)
      Yoshikazu Mizuguchi, Akira Yamada, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Osuke Miura, Masanori Nagao
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 85 Issue: 10 Pages: 1037011-4

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.103701

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      Akira Yamada, Ryuji Higashinaka, Kengo Fushiya, Takuya Asano, Tatsuma D. Matsuda, Masaichiro Mizumaki, Satoshi Tsutsui, Kiyofumi Nitta, Toshiaki Ina, Tomoya Uruga and Yuji Aoki
    • Journal Title

      J. Phys.: Conf. Ser.

      Volume: 683 Pages: 0120201-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012020

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  • [Journal Article] La substitution effect on the magnetic phase transition of SmTi2Al202016

    • Author(s)
      Ryuji Higashinaka, Akira Yamada, Tatsuma D. Matsuda and Yuji Aoki
    • Journal Title

      J. Phys.: Conf. Ser.

      Volume: 683 Pages: 0120181-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012018

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  • [Journal Article] Deviation from Kohler’s Rule Closely Correlated with the Field-Insensitive -log T Dependence of Resistivity in SmTa2Al202015

    • Author(s)
      Akira Yamada, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, and Hideyuki Sato
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 84 Issue: 10 Pages: 1037011-5

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.103701

    • NAID

      210000133692

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  • [Journal Article] Unconventional - Log T Dependent Resistivity in SmxLa1-xTa2Al202015

    • Author(s)
      Akira Yamada, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Hideyuki Sato, Atsushi Miyake, Masashi Tokunaga, and Yuji Aoki
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 75 Pages: 522-528

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.066

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      2015 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Logarithmic temperature dependence of Sm ion valence in heavy fermion SmxLa1-xOs4Sb122015

    • Author(s)
      Kengo Fushiya, Ryoich Miyazaki, Ryuji Higashinaka, Akira Yamada, Masaichiro Mizumaki, Satoshi Tsutsui, Kiyofumi Nitta, Tomoya Uruga, Bunya Suemitsu, Hideyuki Sato and Yuji Aoki
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 92 Issue: 7 Pages: 0751181-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.075118

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  • [Presentation] SnAs伝導層を含む新しい層状超伝導体NaSn2As22018

    • Author(s)
      後藤陽介, 山田瑛, 松田達磨, 青木勇二, 水口佳一
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      日本物理学会第73回(2018年)年次大会
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      飯沼拓也, 酒井恭兵, 山田瑛, 大村瑠美, 東中隆二, 青木勇二, 松田達磨
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      日本物理学会第73回(2018年)年次大会
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      大村瑠美, 岸本美晴, 山田瑛, 松田達磨, 東中隆二, 青木勇二
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      日本物理学会第73回(2018年)年次大会
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  • [Presentation] 四極子近藤格子系PrTr2Al20(Tr = Mo, W)の単結晶育成と低温物性測定2018

    • Author(s)
      宮脇瑠美佳, 東中隆二, 山田瑛, 松田達磨, 青木勇二
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      日本物理学会第73回(2018年)年次大会
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      山田瑛, 松田達磨, 東中隆二, 青木勇二, 佐藤英行, 三宅厚志, 徳永将史, 水牧仁一朗, 筒井智嗣, 伊奈稔哲, 新田清文, 宇留賀朋哉
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      日本物理学会第73回(2018年)年次大会
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  • [Presentation] 四極子近藤格子系 PrTr2Al20 (Tr = Nb, Mo, Ta, W) における電気輸送特性2018

    • Author(s)
      東中隆二, 宮脇瑠美佳, 山田瑛, 松田達磨, 青木勇二
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      日本物理学会第73回(2018年)年次大会
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      仲間隆男, 垣花将司, 岸本美晴, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 播磨尚朝, 竹内徹也, 辺土正人, 大貫惇睦
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      日本物理学会2017年秋季大会
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      山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
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      山田瑛, 酒井恭兵, 石見聖, 伏屋健吾, 東中隆二, 青木勇二, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大, 松田達磨
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      日本物理学会第72回(2017年)年次大会
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      日本物理学会第72回(2017年)年次大会
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      大阪大学
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      中瀬迅, 三宅遼磨, 久保徹郎, 河瀬良亮, 小手川恒, 藤秀樹, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
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      日本物理学会第72回(2017年)年次大会
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      大阪大学
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      山田瑛, 伏屋健吾, 石見聖, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
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      日本物理学会 2016 年第 71 回年次大会
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      東北学院大学泉キャンパス
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      2016-03-19
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    • Organizer
      日本物理学会 2016 年第 71 回年次大会
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      東北学院大学泉キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-19
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      東北学院大学泉キャンパス
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      2016-03-19
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      東北学院大学泉キャンパス
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      2016-03-19
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      Akira Yamada, Kengo Fushiya, Sei Iwami, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki
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      山田瑛, 大池翔太, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
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      中瀬迅, 三宅遼磨, 久保徹郎, 小手川恒, 藤秀樹, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
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      高橋祥平, 大山雄輔, 長谷川潤弥, ○中西良樹, 中村光輝, 吉澤正人, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 佐藤英行
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      小山岳秀, 梶田幸未, 上田光一, 水戸毅, 山田瑛, 東中隆二, 青木勇二, 松田達磨
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      金沢大学
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      TatsumaD. Matsuda, Yuki Imai, Akira Yamada, Kazuki Hara, Ryuji Higashinaka, Yuji Aoki
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      TMU International Symposium 2015
    • Place of Presentation
      首都大学東京南大沢キャンパス
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      2015-09-24
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      Ryuji Higashinaka, Akira Yamada, Ryoichi Miyazaki, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Hideyuki Sato
    • Organizer
      TMU International Symposium 2015
    • Place of Presentation
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 磁場に鈍感な近藤効果的異常を示す SmxLa1-xTa2Al20 における Sm4f 電子状態2015

    • Author(s)
      山田瑛, 東中隆二, 伏屋健吾, 浅野卓也, 松田達磨, 青木勇二, 佐藤英 行, 三宅厚志, 徳永将史, 水牧仁一朗, 筒井智嗣, 伊奈稔哲, 新田清文, 宇留賀朋哉
    • Organizer
      日本物理学会 2015 年第 71 回年次大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規 Sm 化合物 SmPd3Ga8 の結晶構造と基礎物性2015

    • Author(s)
      原 和輝, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
    • Organizer
      日本物理学会 2015 年第 71 回年次大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁場に鈍感な重い電子状態 を示す SmTi2Al20 における La 希釈効果2015

    • Author(s)
      東中隆二, 山田瑛, 水牧仁一朗, 筒井智嗣, 伊那稔哲, 新田清文, 宇留 賀智哉, 松田達磨, 青木勇二, 佐藤英行
    • Organizer
      日本物理学会 2015 年第 71 回年次大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 強相関電子系 SmGa6 の低温物性2015

    • Author(s)
      松田達磨, 今井勇輝, 山田瑛, 原和輝, 東中隆二, 青木勇二
    • Organizer
      日本物理学会 2015 年第 71 回年次大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] SmTa2Al20の低温弾性特性と相転移異常2015

    • Author(s)
      高橋祥平, 大山雄輔, 長谷川潤也, 中西良樹, 中村光輝, 吉澤正人, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 佐藤英行
    • Organizer
      日本物理学会 2015 年第 71 回年次大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Transport properties of Field-Insensitive Heavy-Fermion Compound SmTa2Al202015

    • Author(s)
      Akira Yamada, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Hideyuki Sato
    • Organizer
      20th International Conference on Magnetism 2015
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-07-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transport properties of Field-Insensitive Heavy-Fermion Compound SmTa2Al202015

    • Author(s)
      Akira Yamada, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Hideyuki Sato
    • Organizer
      11th International Conference on Research in High Magnetic Fields
    • Place of Presentation
      Grenoble, France
    • Year and Date
      2015-07-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 首都大学東京・電子物性研究室

    • URL

      http://denshi-server.phys.se.tmu.ac.jp

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 首都大学東京 電子物性研究室ホームページ Publications

    • URL

      http://denshi-server.phys.se.tmu.ac.jp/papers5.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 首都大学東京 電子物性研究室ホームページ 研究内容

    • URL

      http://denshi-server.phys.se.tmu.ac.jp/research.htm

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 首都大学東京理工学研究科物理学専攻 電子物性研究室論文発表

    • URL

      http://denshi-server.phys.se.tmu.ac.jp/papers5.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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

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