Study of pressure induced valence transition and orbital effect on Ce compounds under high field

• Project/Area Number: 15K05146
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: Fujiwara Kenji 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (50238630)
• Project Period (FY): 2015-10-21 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2015: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 超伝導 / 重い電子系 / 圧力効果 / 強磁場 / 核磁気共鳴 / 高圧 / NMR / 価数揺らぎ / 磁場誘起転移 / 強磁場誘起価数転移

Outline of Final Research Achievements

Cu-NMR of heavy fermion superconductor CeCu2Si2 was performed under high pressure (5.4, 6.2 and 7.0 GPa) and high field (5～22 T). Ce valence and spin state were investigated by electric field gradient (EFG) at Cu sites, and by Knight Shift (K) and nuclear spin lattice relaxation time (T1), respectively. Above 5 GPa, EFG, K and 1/T1 decrease below identical temperature (T*). These behavior suggest that new crossover with valence change occurs below T*. T* monotonically increases with applying pressure (ex. T*=20, 40, 55K at 5.4, 6.2 and 7.0 GPa). Furthermore, T* is independent of magnetic field between 7 and 22 T. Therefore, the crossover at T* field induced valence transition does not result from field induced valence transition predicted by valence fluctuation model.

Research Products

• [Int'l Joint Research] Max Planck Institute(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Max Planck Institute(Germany)
• [Int'l Joint Research] Max Planck Institutes(Germany)
• [Journal Article] Point-Contact Spectroscopy of Heavy Fermion Compounds CeCu6 and CeAl3 in Mangetic Field (2015)
  • Author(s): G. Motoyama, S. Ogawa, K. Matsubayashi, K. Fujiwara, K. MIyoshi, S. Nishigori, T. Mutou, A. Yamaguchi, A. Sumiyama, Y. Uwatoko
  • Journal Title: Physics Procedia Volume: 75 Pages: 296-302
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.035
  • Peer Reviewed
• [Presentation] NMR Study of CeCu2Si2 under High Field and Pressure (2018)
  • Author(s): Kenji Fujiwara, Tatsuo C. Kobayashi, Kentaro Kitagawa, Michihiro Hirata, Takahiko Sasaki, Hisashi Kotegawa, Hideki Tou, Takayuki Goto, Silvia Seiro, Christoph Geibel, Frank Steglich
  • Organizer: J-Physics Annual Meeting FY2017
• [Presentation] NMR study of CeCu2Si2 under high field and pressure (2017)
  • Author(s): Kenji FUJIWARA, Yuuya TAKAMATSU, Yuuki SUWADA, Tatsuo C. KOBAYASHI, Takahiko SASAKI, Takayuki GOTO, Silvia SEIRO, Christoph GEIBEL, Frank STEGLICH
  • Organizer: Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CeCu2Si2の高圧・強磁場領域のCu-NMR (2017)
  • Author(s): 藤原賢二, 高松祐弥, 本山岳, 三好清貴, 小林達生, 北川健太郎, 佐々木孝彦, 後藤貴行, 小手川恒, 藤秀樹, S. Seiro, C. Geibel, F. Steglich
  • Organizer: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [Presentation] 高圧・強磁場下におけるCe化合物のNM (2017)
  • Author(s): 大谷篤, 藤原賢二, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠
  • Organizer: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [Presentation] 新奇重い電子系化合物Ce3TiBi5の圧力下電気抵抗測定 (2017)
  • Author(s): 本山岳, 瀬崎真澄, 郷地順, 三好清貴, 西郡至誠, 武藤哲也, 藤原賢二, 上床美也
  • Organizer: 日本物理学会 第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] CeCu2Si2の強磁場・高圧下における価数状態の研究-III (2017)
  • Author(s): 高松祐弥, 藤原賢二, 須和田裕貴, 本山岳, 三好清貴, 小林達生, 北川健太郎, 佐々木孝彦, 後藤貴行, S. Seiro, C. Geibel, F. Steglich
  • Organizer: 日本物理学会 第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] CeCu2Si2の強磁場・高圧下における価数状態の研究 (2016)
  • Author(s): 藤原賢二，須和田裕貴，本山岳，三好清貴，小林達生，北川健太郎，佐々木孝彦，後藤貴行，S. Seiro，C. Geibel，F. Steglich
  • Organizer: 日本物理学会第71回年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LaFeAsO1-xFx(x=0.03～0.04)のパルス通電焼結試料を用いた圧力下物性測定 (2016)
  • Author(s): 大塚啓右, 三好清貴, 本山岳, 藤原賢二, 西郡至誠, 北川裕之
  • Organizer: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学
• [Presentation] FeSe純良単結晶の圧力下直流磁化測定 (2016)
  • Author(s): 加藤駿一, 三好清貴, 本山岳, 藤原賢二
  • Organizer: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学
• [Presentation] CeCu2Si2の強磁場・高圧下における価数状態の研究-II (2016)
  • Author(s): 高松祐弥, 藤原賢二, 須和田裕貴, 本山岳, 三好清貴, 小林達生, 北川健太郎, 佐々木孝彦, 後藤貴行, S. Seiro, C. Geibel, F. Steglich
  • Organizer: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学
• [Presentation] 重い電子系化合物CeAl2の高圧下Al-NMR (2016)
  • Author(s): 藤原賢二, 小山健太, 梅澤拓也, 本山岳, 三好清貴
  • Organizer: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学
• [Presentation] ビスマス系重い電子系化合物の探索 (2016)
  • Author(s): 瀬崎眞澄, 本山岳, 藤原賢二, 三好清貴, 西郡至誠, 郷地順, 上床美也
  • Organizer: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学