Odd-parity multipole order and unusual ordering in Kondo semiconductor

• Project/Area Number: 17K05546
• 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: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: Tanida Hiroshi 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00452615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西岡 孝 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (10218117)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 強相関電子系

Outline of Final Research Achievements

Unusual antiferromagnetic (AFM) Kondo semiconductor CeT2Al10 system (T=Fe,Ru,Os) were investigated for pressure effect and substitution effect. We obtained information on the relation between the hybridization gap typical for the Kondo semiconductor and the unusual AFM order. The origin of the magnetic excitation found at the early stage of this study remains unsolved, but progress has been obtained by neutron experiments.
Metallic antiferromagnet CeCoSi without local space inversion symmetry was also examined from an "odd-parity" multipole ordering point of view. We succeeded in synthsizing single crystals of CeCoSi for the first time, and proposed the possibility of "odd-parity" multipole order.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近藤半導体で磁気秩序を示す化合物はまず存在しないと考えられるが、予想に反し、「セリウム―遷移金属－アルミニウム」化合物は、異常に高い温度で磁気秩序を示す。本研究成果により、新しい磁気材料、半導体材料、などの開発に繋がる可能性がある。
「セリウム―遷移金属―シリサイド」については、初めて単結晶合成に成功し、非従来型の秩序相である「奇パリティ多極子秩序相」における研究のスタート地点を築いた。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ISIS(英国)
• [Int'l Joint Research] ILL/LLB(フランス)
• [Int'l Joint Research] Kurchatov Institute/MEPhI(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] University of Johannesburg(南アフリカ)
• [Journal Article] Chemical Composition and Atomic Order of Single Crystal NiMnSb (2020)
  • Author(s): T. Fukuhara, Y. Kamiya, K. Mitsumoto, H. Tanida, Y. Muro, T. Namiki, S. Masubuchi, and K. Ooiwa
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 30
  • DOI: 10.7566/jpscp.30.011178
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Quantum critical phenomenon of CeS studied by electrical transport measurements under high pressure (2020)
  • Author(s): H. Honda, Y. Ozono, T. Matsumura, M. Sera, H. Tanida, and A. Ochiai
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 20
  • DOI: 10.7566/jpscp.30.011129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic Properties in Tetragonal Antiferromagnet CeCoSi (2020)
  • Author(s): H. Tanida, K. Mitsumoto, Y. Muro, T. Fukuhara, Y. Kawamura, A. Kondo, K. Kindo, Y. Matsumoto, T. Namiki, T. Kuwai, and T. Matsumura
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 30
  • DOI: 10.7566/jpscp.30.011156
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Successive Phase Transition at Ambient Pressure in CeCoSi: Single Crystal Studies (2019)
  • Author(s): H. Tanida, K. Mitsumoto, Y. Muro, T. Fukuhara, Y. Kawamura, A. Kondo, K. Kindo, Y. Matsumoto, T. Namiki, T. Kuwai, and T. Matsumura
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 88 Issue: 5 Pages: 1-10
  • DOI: 10.7566/jpsj.88.054716
  • NAID: 40021885937
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Appearance of the octupole ordered phase IV in CexLa1-xB6 (2018)
  • Author(s): M. Sera, K. Kunimori, T. Matsumura, A. Kondo, H. Tanida, H. Tou, F. Iga
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 97 Issue: 18 Pages: 184417-184417
  • DOI: 10.1103/physrevb.97.184417
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] La Substitution and Pressure Studies on CeCoSi: A Possible Antiferroquadrupolar Ordering Induced by Pressure (2018)
  • Author(s): Tanida Hiroshi、Muro Yuji、Matsumura Takeshi
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 87 Issue: 2 Pages: 023705-023705
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.023705
  • NAID: 210000134688
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pressure studies on the antiferromagnetic Kondo semiconductor Ce(Ru1－xRhx)2Al10 (x = 0,0.1) (2017)
  • Author(s): H. Tanida, K. Kitagawa, N. Tateiwa, M. Sera, and T. Nishioka
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 96 Issue: 23
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.235131
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Elastic softening due to the quadrupole interaction and anomalous magnetic phase diagram under the magnetic field in HoRu2Al10 (2017)
  • Author(s): S. Kamikawa, I. Ishii, K. Takezawa, T. Mizuno, T. Sakami, F. Nakagawa, H. Tanida, M. Sera, T. Suzuki, K. Mitsumoto, X. Xi
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 96 Issue: 15
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.155131
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Temperature-Dependent Cycloidal Magnetic Structure in GdRu2Al10 Studied by Resonant X-ray Diffraction (2017)
  • Author(s): T. Matsumura, T. Yamamoto, H. Tanida, M. Sera
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 86 Issue: 9 Pages: 094709-094709
  • DOI: 10.7566/jpsj.86.094709
  • NAID: 120006528385
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X-Ray Diffraction Study of CeT2Al10 (T= Ru, Os) at Low Temperatures and under Pressures (2017)
  • Author(s): Y. Kawamura, J. Hayashi, K. Takeda, C. Sekine, H. Tanida, M. Sera, S. Nakano, T. Tomita, H. Takahashi, T. Nishioka
  • Journal Title: Acta Physica Polonica Volume: 131 Issue: 4 Pages: 988-990
  • DOI: 10.12693/aphyspola.131.988
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 反強磁性物質CeCoSiの構造相転移 (2020)
  • Author(s): 川村幸裕, 上田諒大, 谷田博司, 林純一, 武田圭生, 郷地順, 上床美也, 関根ちひろ
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会（2020年）
• [Presentation] NMRによるCeCoSiの非磁性転移の起源の解明 (2020)
  • Author(s): 真砂全宏, 小手川恒, 藤秀樹, 谷田博司
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会（2020年）
• [Presentation] 精密熱膨張測定によるCeCoSiの逐次相転移の研究 (2020)
  • Author(s): 小島隆志, 田山孝, 蟹雄介, 谷田博司
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会（2020年）
• [Presentation] LaドープしたCeRu2Al10の角度分解光電子分光測定 (2020)
  • Author(s): 山岡人志, 谷田博司, Eike SchwierB, Shiv Kumar, 有田将司, 島田賢也
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会（2020年）
• [Presentation] 希土類元素を含むディラック電子系の放射光ARPES (2019)
  • Author(s): 吉川智己, 北山悠斗, Wang Xiaoxiao, 岩澤英明, 鹿子木将明, 河野嵩, 尾田拓之慎, 小澤秀介, Shiv KumarA, Eike Schwier, 島田賢也, 室隆桂之, 谷田博司, 木村昭夫
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] CeRu2Al10における電流誘起磁化とその解釈 (2019)
  • Author(s): 高力暁成, 山本将隆, 鹿内奈南, 齋藤開, 田端千紘, 日高宏之, 柳澤達也, 網塚浩, 谷田博司, 松村武, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] CeCoSiの圧力効果と結晶構造の特徴 (2019)
  • Author(s): 谷田博司, 三本啓輔, 室裕司, 福原忠, 川村幸裕, 松本裕司, 並木考洋, 桑井智彦
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] 単結晶CeCoSiのNMRによる研究 (2019)
  • Author(s): 真砂全宏, 小手川恒, 藤秀樹, 谷田博司
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] 希土類正方晶化合物CeCoSiの多極子効果 (2019)
  • Author(s): 三本啓輔, 田中拳太郎, 谷田博司
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] 圧力下電気伝導測定によるCeSの量子臨界現象の研究 II (2019)
  • Author(s): 尾園優作, 本田脩峰, 松村武, 世良正文, 谷田博司, 落合明
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] Crystalline Electric Field Effects of CeCoSi (2019)
  • Author(s): Keisuke Mitsumoto, Kentaro Tanaka, Hiroshi Tanida
  • Organizer: SCES2019(Okayama)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A New Caged Kondo Compound CeRh4Al15 (2019)
  • Author(s): Yuji Muro, Hiroshi Tanida, Tadashi Fukuhara, Takahiro Namiki, Tomohiko Kuwai
  • Organizer: SCES2019(Okayama)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantum critical phenomenon of CeS by electrical resistivity measurements under high pressure (2019)
  • Author(s): Yusaku Ozono, Harutaka Honda, Takeshi Matsumura, Masafumi Sera, Hiroshi Tanida, Akira Ochiai
  • Organizer: SCES2019(Okayama)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chemical Composition and Atomic Order of NiMnSb Single Crystal (2019)
  • Author(s): Tadashi Fukuhara, Yohei Kamiya, Keisuke Mitsumoto, Hiroshi Tanida, Yuji Muro, Takahiro Namiki, Shin-ich Masubuchi, Kiyoshi Ooiwa
  • Organizer: SCES2019(Okayama)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Current-Induced Magnetization of CeRu2Al10 (2019)
  • Author(s): Akinari Koriki, Masataka Yamamoto, Nana Shikanai, Hiraku Saito, Chihiro Tabata, Hiroyuki Hidaka, Tatsuya Yanagisawa, Hiroshi Tanida, Takeshi Matsumura, Masafumi Sera, Hiroshi Amitsuka
  • Organizer: SCES2019(Okayama)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Magnetic Properties in Tetragonal Antiferromagnet CeCoSi (2019)
  • Author(s): Hiroshi Tanida, Keisuke Mitsumoto, Yuji Muro, Tadashi Fukuhara, Yukihiro Kawamura, Akihiro Kondo, Koichi Kindo, Yuji Matsumoto, Takahiro Namiki, Tomohiko Kuwai, Takeshi Matsumura
  • Organizer: SCES2019(Okayama)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 単結晶CeCoSiの逐次相転移 (2019)
  • Author(s): 谷田博司, 室裕司, 三本啓輔, 福原忠, 川村幸裕, 松本裕司, 並木孝洋, 桑井智彦
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会（2019年）
• [Presentation] 希土類正方晶化合物CeCoSiの結晶場効果 (2019)
  • Author(s): 三本啓輔, 田中拳太郎, 谷田博司, 室裕司, 福原忠
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会（2019年）
• [Presentation] CeRu2Al10における電流誘起磁化 (2019)
  • Author(s): 高力暁成, 山本将隆, 鹿内奈南, 齋藤開, 田端千紘, 日高宏之, 柳澤達也, 網塚浩, 谷田博司, 松村武, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会（2019年）
• [Presentation] 反強磁性物質CeCoSiの圧力下粉末X線回折 (2019)
  • Author(s): 川村幸裕, 谷田博司, 林純一, 武田圭生, 関根ちひろ
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会（2019年）
• [Presentation] Ce新三元化合物CeT4Al15(T=Rh,Ir)の単結晶物性 (2019)
  • Author(s): 室裕司, 谷田博司, 福原忠, 桑井智彦
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会（2019年）
• [Presentation] 上部冷却型1K GM冷凍機の開発 (2019)
  • Author(s): 高山榛佳, 西岡颯太郎, 藤井一太, 西岡孝, 宮本悟, 門恒男
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会（2019年）
• [Presentation] RRu2Al10(R=重希土類)の磁気相図 (2019)
  • Author(s): 大野航輔, 西岡孝
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会（2019年）
• [Presentation] CeCoSiの磁性と圧力効果 (2018)
  • Author(s): 谷田博司, 松本裕司, 室裕司, 福原忠, 桑井智彦, 並木孝洋, 西村克彦, 松村武
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] Tm1-xYbxTeへの圧力印加による半導体金属転移とその境界領域 (2018)
  • Author(s): 大西佑哉, 松村武, 谷田博司, 喜多要介, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] 圧力下電気抵抗測定によるCeSの量子臨界現象の研究 (2018)
  • Author(s): 本田脩峰, 松村武, 谷田博司, 世良正文, 林佑弥, 落合明, 北川健太郎
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] CeCoSiの磁性と圧力効果 (2018)
  • Author(s): 谷田博司, 室裕司, 三本啓輔, 福原忠, 川村幸裕, 松本裕司, 並木孝洋, 桑井智彦
  • Organizer: 2018年度日本物理学会, 北陸支部定例学術講演会
• [Presentation] 正方晶α-ThSi2型RSi2-xAlx(R=希土類元素)の磁性 (2018)
  • Author(s): 徳永浩人,仲西海斗,西岡孝,西岡颯太郎
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] 倒立型0.1WGM冷凍機による1K環境の開発 (2018)
  • Author(s): 西岡颯太郎,藤井一太,高山榛佳,西岡孝,宮本悟,門恒男
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] RT2Al10(R=希土類, T=Fe, Ru, Os)系の低温・高圧下X線回折 (2018)
  • Author(s): 川村幸裕, 林純一, 武田圭生, 関根ちひろ, 西岡孝
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] 局所空間反転対称性の破れたCe(Ru1-xRhx)2Al10における電気磁気効果II (2018)
  • Author(s): 鹿内奈南, 網塚浩, 齋藤開, 山本将隆, 日高宏之, 柳澤達也, 谷田博司, 松村武, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] Ce希薄系Ce-Rh-Al三元化合物の物質探索 (2018)
  • Author(s): 室裕司, 青木雄平, 谷田博司, 福原忠
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] CexLa1-xB6：圧力誘起多極子秩序相 (2018)
  • Author(s): 世良正文, 国森啓介, 松村武, 谷田博司, 藤秀樹, 伊賀文俊, 近藤晃弘, 上床美也, 小林達生
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] CexLa1-xB6 IV相出現の理由について (2018)
  • Author(s): 世良正文, 国森敬介, 副島彗, 松村武, 近藤晃弘, 谷田博司, 伊賀文俊
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] CeTXの磁性と圧力効果 (2018)
  • Author(s): 谷田博司, 室裕司, 福原忠
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [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 (2018)
  • 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
• [Presentation] 局所空間反転対称性の破れたCe(Ru1-xRhx)2Al10における電気磁気効果 (2018)
  • Author(s): 鹿内奈南, 齋藤開, 日高宏之, 柳澤達也, 網塚浩, 谷田博司, 松村武, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会