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構造不安定性の制御による非クラマース系多極子物質の開発とその圧力効果の研究

Publicly Offered Research

Project AreaJ-Physics: Physics of conductive multipole systems
Project/Area Number 18H04313
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

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

Principal Investigator

脇舎 和平  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (50781465)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywordsプラセオジム化合物 / 非クラマース二重項 / 多極子 / 圧力 / カゴ状化合物 / 希土類化合物 / 構造相転移
Outline of Annual Research Achievements

立方晶プラセオジム化合物では、結晶場基底状態が非クラマース二重項となった場合、二重項状態がもつ電気四極子や磁気八極子の自由度により多彩な物性が発現する。実際に、非クラマース二重項系PrT2X20(T:遷移金属, X = Zn, Al)では、非フェルミ液体的挙動や圧力誘起重い電子超伝導など興味深い現象が多数報告され、これらは多極子自由度と伝導電子の混成(c-f混成)効果に起因すると考えられている。しかし、これらの物性を統一的に理解する上で、研究対象となる化合物が少ないという問題があった。本研究では、我々が新たに開発した非クラマース二重項系PrRu2X2Zn18 (X = Sn, In)について、二重項状態がもつ多極子自由度が関与する物性を探索し、さらにその圧力や磁場依存性を調べることを目的とした。
本年度は、前年度に多極子秩序を示すことを見出したPrRu2Sn2Zn18について、超音波測定や圧力・磁場下での電気抵抗・比熱測定を進めた。超音波測定では、低温で降温に伴う弾性定数のソフト化が観測され、この系の結晶場基底状態に電気四極子の自由度が残っていることを確認することができた。また、相転移温度の磁場依存性から、PrRu2Sn2Zn18が1.9 K付近で起こす相転移は、強四極子秩序である可能性が高いことがわかった。さらに、圧力下電気抵抗測定では、多極子秩序温度以上で大きな圧力依存性が観測され、強いc-f混成効果の存在が示唆された。これらの結果は、PrRu2Sn2Zn18が非クラマース二重項系における新奇物性の一般的性質を明らかにする上で重要な系であることを示している。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Structural and Magnetic Properties of a New Cubic Compound PrRu2In2Zn182020

    • Author(s)
      Takahiro Komagata, Kazuhei Wakiya, Yuki Sugiyama, Masatomo Uehara, Izuru Umehara, Naoki Nakamura, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Jun Gouchi, and Yoshiya Uwatoko
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Cof.

      Volume: 30 Pages: 11157-11157

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011157

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] NMR Studies of Structural Stabilization by Site-Selective Element Substitution in 1-2-20 System2020

    • Author(s)
      Yogi Mamoru、Kubota Fumihiro、Uehara Hirotaka、Higa Nonoka、Sugiyama Yuki、Wakiya Kazuhei、Umehara Izuru
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 29 Pages: 015004-6

    • DOI

      10.7566/jpscp.29.015004

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Intermediate valence state of Ce in the novel quaternary compound CeRu2Sn2Zn182019

    • Author(s)
      Wakiya Kazuhei、Sugiyama Yuki、Komagata Takahiro、Uehara Masatomo、Sato Hiroyasu、Gouchi Jun、Uwatoko Yoshiya、Umehara Izuru
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 797 Pages: 309-313

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2019.04.345

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カゴ状化合物RRu2Zn20 (R = Ce, Nd)のIn置換効果2020

    • Author(s)
      脇舎和平, 杉山雄紀, 駒形貴裕, 梅原出, 上原政智, 郷地順, 上床美也
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波測定における立方晶化合物PrRu2Sn2Zn18の弾性特性2020

    • Author(s)
      成田翔矢, 工藤慎也, 川崎優介, 中村光輝, 中西良樹, 脇舎和平, 杉山雄紀, 駒形貴裕, 梅原出
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PrRu2Sn2Zn18における四極子秩序の圧力効果2020

    • Author(s)
      山本洸凪, 駒形貴裕, 脇舎和平, 梅原出, 郷地順, 上床美也, 松林和幸
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 立方晶RRu2In2Zn18(R = La, Pr)のNQRによる研究2020

    • Author(s)
      與儀護, 駒形貴裕, 脇舎和平, 梅原出
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Multipole ordering in a Pr-based quaternary compound PrRu2Sn2Zn182019

    • Author(s)
      K. Wakiya, T. Komagata, Y. Sugiyama, M. Uehara, J. Gouchi, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, I. Umehara
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Magnetic and transport properties of a new Pr-based compound PrRu2In2Zn182019

    • Author(s)
      T. Komagata, K. Wakiya, Y. Sugiyama, J. Gouchi, Y. Uwatoko, N. Nakamura, T. D. Matsuda, Y. Aoki, M. Uehara, I. Umehara
    • Organizer
      International Conference on Strongly Corelated Electrons System (SECS2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multipolar ordering in a Pr-based cubic compound PrRu2Sn2Zn182019

    • Author(s)
      K. Wakiya, T. Komagata, Y. Sugiyama, M. Uehara, J. Gouchi, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, I. Umehara
    • Organizer
      International Conference on Strongly Corelated Electrons System (SECS2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規立方晶Pr化合物PrRu2In2Zn18のΓ3二重項結晶場基底状態2019

    • Author(s)
      駒形貴裕, 脇舎和平, 郷地順, 上床美也, 松田達磨, 上原政智, 梅原出
    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 立方晶PrRu2Sn2Zn18の多極子秩序2019

    • Author(s)
      脇舎和平, 駒形貴裕, 杉山雄紀, 上原政智, 郷地順, 松林和幸, 上床美也, 梅原出
    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規四元セリウム化合物CeRu2Sn2Zn18の価数揺動状態2019

    • Author(s)
      脇舎和平, 杉山雄紀, 駒形貴裕, 郷地順, 上床美也, 上原政智, 梅原出
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] カゴ状化合物RRu2Zn20 (R = La, Pr)のIn置換効果2018

    • Author(s)
      脇舎和平, 杉山雄紀, 郷地順, 上床美也, 上原政智, 梅原出
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Sn- and In-substitution on the structural and magnetic properties of PrRu2Zn202018

    • Author(s)
      Kazuhei Wakiya, Yuki Sugiyama, Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko, Miharu Kishimoto, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Masatomo Uehara, and Izuru Umehara
    • Organizer
      International Conference on Magnetism (ICM2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-07-20   Modified: 2021-01-27  

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