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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

Research Project

Project/Area Number 18043020
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

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

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 孝至  広島大学, 大学院・ 先端物質科学研究科, 教授 (00192617)
伊藤 昌和  鹿児島大学, 理学部, 准教授 (40294524)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥6,600,000 (Direct Cost: ¥6,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywords強相関電子系 / 金属-絶縁体転移 / 遍歴電子磁性 / 圧力効果 / 超音波実験 / Ru酸化物 / トリプレット超伝導 / スーパークリーン物質
Research Abstract

本研究の目的は,スーパークリーンな系であるRu214酸化物において,磁場・圧力で内部自由度を制御したとき現れる新奇量子凝縮相・現象を探索する.また,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.今年度得られた具体的成果を以下に示す.
(1)圧力誘起モット転移系Ca_2RuO_4の遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属と異方的強磁性
(a)Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧でモット転移し,遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属となる.この様な2次元電子系での遍歴強磁性は他に例をみない.また,この強磁性の遍歴性は,典型的遍歴強磁性体MnSiと同程度である.
(b)Ca_2RuO_4の強磁性はきわめて異方的である.磁化,磁気抵抗の測定から、異方性磁場を約10Tと見積もった.これはd電子系遍歴強磁性としては最大の磁気異方性である.このことは,通常,d電子系では軌道の効果は無視できるが,この系ではそれが重要であることを意味する.
(c)この強磁性のT-cは,さらなる加圧で6GPa付近で最大約25Kとなった後,減少に転じ,9GPa付近で突然消失,量子相転移の存在を示唆する.今後,エキゾチックな超伝導の発見が期待される.
(2)超音波を用いたSr_2RuO_4のスピントリプレット超伝導状態の研究
Sr_2Ru0_4の超伝導はトリプレット状態にあると考えられているが,これを決定づける実験として,超音波による弾性定数の温度・磁場変化を測定した.その結果,磁化の温度・磁場相図に現れる磁場誘起超伝導相は確認できなかった.しかし,臨界点付近で弾性定数の温度・磁場依存性を詳しく調べ,M.Sighstの理論と比較した.その結果,トリプレット超伝導特有の現象である横波弾性率(C_<l1>-C_<l2>)/2とC_<33>の飛びを観測,Sr_2RuO_4の超伝導がトリプレット状態にあることを確認した.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Pressure-induced Mott transition and related novel quantum phenomena in Ca_2RuO_42007

    • Author(s)
      Fumihiko Nakamura
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. (Suppl. A) 76

      Pages: 96-99

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pressure-Induced Magnetic Phase Transitions in Yb-Based Heavy-Fermion Compounds2007

    • Author(s)
      K.UMEO
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. (Suppl. A) 76

      Pages: 74-77

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a piston-cylinder pressure cell using nonmagnetic and high-yield strength alloys for a SOUID magnetmeter2007

    • Author(s)
      R. Nakai
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. (Suppl. A) 76

      Pages: 219-220

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Developments on Susceptibility and Magnetization Measurements under High Hydrostatic Pressure2007

    • Author(s)
      P. L. ALIREZA
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. (Suppl. A) 76

      Pages: 216-218

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  • [Journal Article] Pressure-induced Mott transition and related novel quantum phenomena in Ca_2RuO_42007

    • Author(s)
      Fumihiko Nakamura
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. 76(掲載決定)

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a piston-cylinder pressure cell using nonmagnetic and high-yield strength alloys for a SQUID magnetmeter2007

    • Author(s)
      R.Nakai, F.Nakamura, T.Suzuki
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. 76(掲載決定)

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Developments on Susceptibility and Magnetization Measurements under High Hydrostatic Pressure2007

    • Author(s)
      P.ALIREZA, F.NAKAMURA
    • Journal Title

      J. Phys : Soc. Jpn. 76(掲載決定)

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic heat transport in R2CuO4 (R = La,Pr,Nd,Sm,Eu,and Gd)2006

    • Author(s)
      K.Berggold, F.Nakamura, et al.
    • Journal Title

      Physical Review B 73

      Pages: 104430-104430

    • NAID

      120000879760

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  • [Presentation] Ca_2RuO_4の温度・圧力・磁場相図2008

    • Author(s)
      中村 文彦
    • Organizer
      日本物理学会 第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学(東大阪市)
    • Year and Date
      2008-03-24
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 圧力下Ca_2RuO_4のMott転移近傍での磁性と磁気抵抗効果2008

    • Author(s)
      竹本 哲雄
    • Organizer
      日本物理学会 第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学(東大阪市)
    • Year and Date
      2008-03-24
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 圧力下Ca_2RuO_4の異方的強磁性と磁気抵抗2007

    • Author(s)
      中村 文彦
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2007-09-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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