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Elucidation of 5f Electronic State in Uranium Heavy Fermion Compound through Compton Scattering Experiment

Research Project

Project/Area Number 24540382
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

KOIZUMI Akihisa  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 准教授 (00244682)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) 久保 康則  日本大学, 文理学部, 教授 (60117497)
本山 岳  島根大学, 総合理工学部, 准教授 (20360050)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords重い電子系化合物 / ウラン化合物 / 隠れた秩序転移 / 遍歴・局在性 / 放射光実験 / コンプトン散乱 / 電子運動量密度 / 電子占有数密度 / 放射光
Outline of Final Research Achievements

The heavy fermion compound URu2Si2 shows a second-order phase transition at T_HO=17.5 K, while the order parameter has not been identified for more than a quarter of century. This unsolved phenomenon is therefore called the hidden-order (HO) transition. In order to clarify the change of electronic structure on the HO transition, we have made Compton scattering experiments with the use of synchrotron X-ray at SPring-8, and obtained 2-dimensional electron momentum densities and electron occupation number densities (EOND).
The 2D-EONDs obtained reflect the change of electronic structure with the HO transition, and therefore indicate the reconstruction of band structure and Fermi surface structure. In comparison with the theoretical EOND derived from a band calculation, the change of EOND is explained as resulting from a sort of localization-delocalization transition where some of U 5f electrons hybridize with conduction electron on the HO transition.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (1 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] コンプトン散乱を用いた電子状態研究の新展開2012

    • Author(s)
      小泉昭久、伊藤真義、櫻井吉晴
    • Journal Title

      日本放射光学会誌

      Volume: 25巻 Pages: 153-165

    • NAID

      10030316778

    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] コンプトン散乱で観るU(Ru0.97Rh0.03)2Si2の反強磁性相における電子構造:隠れた秩序相との比較2015

    • Author(s)
      小泉昭久,山本悦嗣, 芳賀芳範, 久保康則, 伊藤真義,櫻井吉晴
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] X線(磁気)コンプトン散乱の基礎と応用2015

    • Author(s)
      小泉昭久
    • Organizer
      物性分光研究会
    • Place of Presentation
      京都大学化学研究所・宇治おうばくプラザ(京都府宇治市)
    • Year and Date
      2015-02-07 – 2015-02-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] コンプトン散乱で観たURu2Si2の隠れた秩序転移に伴う電子構造の変化2015

    • Author(s)
      小泉昭久,本山岳,伊藤真義,櫻井吉晴,久保康則,山村朝雄
    • Organizer
      第28回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県草津市)
    • Year and Date
      2015-01-10 – 2015-01-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動量空間におけるスピン・電子密度科学研究会の活動2014

    • Author(s)
      小泉昭久、松田和博
    • Organizer
      SPring-8シンポジウム2014
    • Place of Presentation
      東京大学 弥生講堂(東京都文京区)
    • Year and Date
      2014-09-13 – 2014-09-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子運動量密度分布から観たURu2Si2の隠れた秩序転移に伴う電子状態の変化2014

    • Author(s)
      小泉昭久,本山岳,山口明,住山昭彦,小田祺景,伊藤真義,櫻井吉晴,久保康則,山村朝雄,佐藤伊佐務
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子運動量密度分布から観たURu2Si2の隠れた秩序相における5f電子状態2014

    • Author(s)
      小泉昭久,冨石利樹,本山岳,山口明,住山昭彦,小田祺景,伊藤真義,櫻井吉晴,
    • Organizer
      日本物理学会 第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス (神奈川県)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Change of electronic structure on the hidden order transition in URu2Si2 studied by Compton scattering experiment2014

    • Author(s)
      Akihisa KOIZUMI, Gaku MOTOYAMA, Yasunori KUBO, Masayoshi ITOU, Yoshiharu SAKURAI
    • Organizer
      Strongly Correlated Electron Systems (SCES2014)
    • Place of Presentation
      Campus Saint Martin d'Hères, Grenoble (仏国)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] スピン・電子運動量密度研究会の活動2013

    • Author(s)
      小泉昭久,櫻井 浩
    • Organizer
      SPring-8シンポジウム2013
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパスおうばくプラザ(京都府)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 重い電子系化合物UPd2Al3におけるf電子の遍歴・局在性の観測:コンプトン散乱実験2013

    • Author(s)
      小泉昭久,芳賀芳範,山本悦嗣,久保康則,大貫惇睦,伊藤真義,桜井吉晴
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学 常三島キャンパス (徳島県)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Change of Electronic Structure Associated with the Hidden-Order Transition in URu2Si2 Observed by Compton Scattering Experiment2013

    • Author(s)
      Akihisa Koizumi, G.aku Motoyama, Yasunori Kubo, Masayoshi Itou, Yoshiharu Sakurai
    • Organizer
      The 8th International Conference on Inelastic X-ray Scattering
    • Place of Presentation
      SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, California(米国)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] コンプトン散乱二次元再構成実験で探るURu2Si2における5f電子状態の温度変化2013

    • Author(s)
      小泉昭久、坂田由紀、井上遼一、安田明子、狩野明子、本山岳、山口明,住山昭彦,小田祺景,伊藤真義,櫻井吉晴,久保康則 山村朝雄,佐藤伊佐務
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] コンプトン散乱実験で観るURu2Si2における5f電子の遍歴・局在性の変化2012

    • Author(s)
      小泉昭久、川端一史、土屋優、本山岳、山口明,住山昭彦,小田祺景,伊藤真義,櫻井吉晴,久保康則,山村朝雄,佐藤伊佐務
    • Organizer
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学 常盤台キャンパス(神奈川県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Study of electronic states in URu2Si2 by high resolution Compton scattering experiment2012

    • Author(s)
      Akihisa Koizumi, Gaku Motoyama, Yasunori Kubo, Masayoshi Itou, Yoshiharu Sakurai
    • Organizer
      The 4th International Workshop on the Dual Nature of f-Electrons
    • Place of Presentation
      姫路・西はりま地場産業センター(兵庫県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Electronic structure of heavy fermion compound URu2Si2 studied by high-resolution Compton scattering experiment2012

    • Author(s)
      Akihisa Koizumi, Gaku Motoyama, Yasunori Kubo, Masayoshi Itou, Yoshiharu Sakurai
    • Organizer
      The Sagamore XVII, IUCr Commission on Charge, Spin and Momentum Densities
    • Place of Presentation
      第二名水亭(北海道)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-31   Modified: 2020-05-15  

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