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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 20029017
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)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords強相関電子系 / 金属-絶縁体転移 / 遍歴電子強磁性 / 圧力効果 / 電場効果 / Ru酸化物 / トリプレット超伝導 / スーパークリーン物質 / 遍歴電子磁性
Research Abstract

本研究では,スーパークリーンな系Ru214酸化物で,外場で誘起される様々な新奇量子凝縮相や現象を探索し,そして,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.今年度の成果は,以下の2つである.
1. モット絶縁体から超伝導まで:4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4の圧力効果
4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧で,モット転移し遍歴電子強磁性を基底状態に持つ擬2次元金属となる.我々はこれが8GPa以上の加圧で遍歴電子強磁性がt突然消失,超伝導が出現することを明らかにした.現在の所我々の最大圧力14GPaで0.4Kである.また,この超伝導は強磁性相に隣接していること.関連物質のSr_2RuO_4ではスピン3重項超伝導が現れることから,この超伝導は強磁性のゆらぎを起源としたスピン3重項超伝導ではないかと期待されている.
2. 4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4の電場誘起絶縁破壊:
我々は,Ca_2RuO_4に300Kで電場を印加すると,わずか乾電池一個に満たない0.8Vで構造転移を伴ってMott絶縁体が金属化する.また,低温まで金属状態を維持した場合強磁性が出現することを明らかにした.今年度は,電圧挿引に加え電流挿引でも絶縁破壊を誘起することに成功した.ただ,電流挿引での絶縁破壊では負性微分抵抗が現れる.すなわち,転移の過程ではパーコレーションのような非平衡・非線形効果が存在することを明らかにした.

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Evidence of superconductivity on the border of quasi-2D ferromagnetism in Ca_2RuO_4 at high pressure2010

    • Author(s)
      P..Alireza, F.Nakamura, S.Goh, Y.Maeno, S.Nakatsuji, Y.Ko, M.Sutherland, S.Julian G..Lonzarich
    • Journal Title

      Journal of Physics : Condensed Matter 22

      Pages: 52202-52202

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pressure induced novel-phenomena in Mott insulator Ca_2RuO_42010

    • Author(s)
      Y.Yamauchi, F. Nakamura, M.Sakaki, T.Takemoto, T.Suzuki, P.Alireza, Y.Maeno
    • Journal Title

      Physica C (印刷中)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic giant magnetoresistance near the Mott transistion in pressurized Ca_2RuO_42009

    • Author(s)
      F.Nakamura, RNakai, T.Takemoto, M.Sakaki, T.Suzuki, P.L.Alireza, S.Nakatsuji Y.Maeno
    • Journal Title

      Physical Review B 80

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Motto縁体Ca_2RuO_4の絶縁破壊と構造転移2010

    • Author(s)
      坂木麻里子, 山内洋平, 木村有作, 中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会 第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡由大学 岡山市
    • Year and Date
      2010-03-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Ca_2RuO_4のMott転移とその基底状態2010

    • Author(s)
      中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会 第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学 岡山市
    • Year and Date
      2010-03-20
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Ca_2RuO_4のMott転移とその基底状態2009

    • Author(s)
      中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教学院池袋東京都
    • Year and Date
      2009-03-29
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ペロブスカイト型酸化物の相転移誘起方法、電子機能素子材料として用いられるペロブスカイト型酸化物及びペロブスカイト型酸化物を用いた電子機能素子2009

    • Inventor(s)
      中村文彦, 竹本哲雄, 坂本麻里子, 山内洋平
    • Industrial Property Rights Holder
      広島大学
    • Industrial Property Number
      2009-283474
    • Acquisition Date
      2009-12-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 特許 : ペロブスカイト型酸化物の相転移誘起方法、電子機能素子材料として用いられるペロブスカイト型酸化物及びペロブスカイト型酸化物を用いた電子機能素子2008

    • Inventor(s)
      中村文彦, 竹本哲雄
    • Industrial Property Rights Holder
      広島大学
    • Filing Date
      2008-12-18
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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