スクッテルダイト類似構造を持つ物質の重い電子状態と新奇物性の核磁気共鳴による研究

• Project Area: Emergence of Heavy Electrons and Their Ordering
• Project/Area Number: 23102721
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 與儀 護 琉球大学, 理学部, 講師 (60404555)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2011: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: Aサイト秩序型ペロブスカイト / 充填スクッテルダイト / 強相関電子系 / 磁性 / 低温物性 / 物性実験 / 核磁気共鳴 / 核四重極共鳴

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は高い対称性と籠構造を持つ物質に生じる物性を微視的な視点から明らかにすることであり、研究期間内に以下の研究成果が得られた。
Aサイト秩序型ペロブスカイト化合物ACu3Ru4O12（A = La, Nd, Pr）についてCu核の核四重極共鳴（NQR）を行った。4f電子を持たないLaCu3Ru4O12の電子状態は通常金属と同様な状態であるのに対し、4f電子を有するNdCu3Ru4O12では4f電子間の強い相関により顕著なスピン揺らぎが発達し、約0.6Kで磁気転移を示すことが明らかにした。また、PrCu3Ru4O12については局在的な4f2電子による揺らぎが極低温領域まで存在し、測定範囲内で秩序化しないことを明らかにした。LaCu3Ru4O12についてはLa核の核磁気共鳴（NMR）を行い、ナイトシフトを測定した。ナイトシフトはキュリーワイス則に従うような温度変化を示し、LaCu3Ru4O12においても弱い磁気相関が存在することを明らかにした。
充填スクッテルダイト化合物CeOs4Sb12、CeT4Sb12（T = Ru, Os）のSb-NQRを行い、核四重極周波数および非対称パラメータの温度変化を詳細に調べ、カゴ構造に起因した特異な振る舞いを明らかにした。CeOs4Sb12については、上記パラメータを用いたSb-NMRスペクトルの解析により精密なナイトシフトを求めた。その結果、スピン磁化率は温度が下がると共に増大を示し、磁気相関が存在することを明らかにした。
高圧合成法により作成されたCeT4As12（T = Fe, Ru, Os）についてAs-NQRを行いその電子状態を明らかにした。特筆すべきはCeRu4As12においてCeRu4Sb12に類似した顕著な1/T1Tの増大が観測され、これはCeの価数の揺らぎよる量子臨界現象で有る可能性が高い事を示した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] NMR studies of magnetic properties in Heusler-type Mn3Si (2012)
  • Author(s): H. Niki
  • Journal Title: Hyperfine Interactions Volume: in press Issue: 1-3 Pages: 7-14
  • DOI: 10.1007/s10751-012-0688-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proton nuclear magnetic resonance studies of hydrogen diffusion and electron tunneling in Ni-Nb-Zr-H glassy alloys (2012)
  • Author(s): Haruo Niki
  • Journal Title: J. Appl. Phys. Volume: 111 Issue: 12
  • DOI: 10.1063/1.4729544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NMR studies of CDW transition in spinel-type Cu(Ir1-xVx)2S4 (2012)
  • Author(s): H. Niki
  • Journal Title: J. Phys. Conf. Ser. Volume: 391 Pages: 012101-012101
  • DOI: 10.1088/1742-6596/391/1/012101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NMR studies of Heusler-type intermetallic compound Mn3Si (2012)
  • Author(s): H. Niki
  • Journal Title: J. Phys. Conf. Ser. Volume: 400 Issue: 3 Pages: 032067-032067
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/3/032067
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 121Sb-NMR Knight shift study of filled skutterudite CeOs4Sb12 (2012)
  • Author(s): M. Yogi
  • Journal Title: J. Phys. Conf. Ser. Volume: 391 Pages: 012080-012080
  • DOI: 10.1088/1742-6596/391/1/012080
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spin Susceptibility of CeOs4Sb12 Probed by 121Sb-NMR (2012)
  • Author(s): M. Yogi, Y. Kitaoka, et al.
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 81 Supplement B Issue: Suppl.B Pages: SB048-SB048
  • DOI: 10.1143/jpsjs.81sb.sb048
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Antiferromagnetic Order and Superconductivity in Sr-4(Mg0.5-xTi0.5+x)(2)O6Fe2As2 with Electron Doping: As-75-NMR Study (2012)
  • Author(s): Keisuke Yamamoto, Hidekazu Mukuda, Hiroaki Kinouchi, Mitsuharu Yashima, Yoshio Kitaoka, Mamoru Yogi, Shinya Sato, Hiraku Ogino, Jun-ichi Shimoyama
  • Journal Title: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN Volume: 81 Issue: 5 Pages: 53702-53702
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.053702
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spin Susceptibility of CeOs4Sb12 Probed by 121Sb-NMR
  • Author(s): Mamoru Yogi
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 121Sb-NMR Knight shift study of filled skutterudite CeOs4Sb12
  • Author(s): Mamoru Yogi
  • Journal Title: Journal of Physics Conference Series Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NMR studies of Heusler-type intermetallic compound Mn3Si
  • Author(s): Haruo Niki
  • Journal Title: Journal of Physics Conference Series Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 充填スクッテルダイト化合物CeT4As12(T=Fe, Ru, Os)のNQRによる研究 (2013)
  • Author(s): 與儀護
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] EuGa4のNMR (2013)
  • Author(s): 二木治雄
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] ホイスラー合金Mn3Siの圧力中の電気抵抗率と熱電能 (2013)
  • Author(s): 高江洲義尚
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] CeRu4X12(X = As, Sb)の示す非フェルミ液体的振る舞いのNQRによる研究 (2012)
  • Author(s): 與儀護
  • Organizer: 日本物理学会2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] EuGa4のNQR (2012)
  • Author(s): 二木治雄
  • Organizer: 日本物理学会2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] ホイスラー合金Mn3Siの電気抵抗率と熱電能 (2012)
  • Author(s): 高江洲義尚
  • Organizer: 日本物理学会2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] NMRによる鉄系超伝導体Sr4(Mg0.5-xTi0.5+x)2O6Fe2As2の反強磁性状態 (2012)
  • Author(s): 山本敬祐
  • Organizer: 日本物理学会2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] NMR studies of magnetic properties in Heusler-type Mn3Si (2012)
  • Author(s): H. Niki
  • Organizer: The 4th Joint Meeting of the 16th International Conference on Hyperfine Interactions and the 20th international Symposium on Nuclear Quadrupole Interactions (HFI/NQI 2012)
  • Place of Presentation: Beijing, China.
  • Year and Date: 2012-09-10
• [Presentation] NMR studies of magnetic properties in the spinel-type Cu(Cr1-xHfx)2S4 (2012)
  • Author(s): H. Niki
  • Organizer: International Conference on Magnetism (ICM2012)
  • Place of Presentation: Bexco, Busan, Korea.
  • Year and Date: 2012-07-08
• [Presentation] NdCu3Ru4O12のNQRによる研究II (2012)
  • Author(s): 與儀護
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] 反強磁性金属間化合物Mn3SiのMn NMR (2012)
  • Author(s): 二木治雄
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] 銅スピネル型Cu(Cr1-xHfx)2S4のCu NMR II (2012)
  • Author(s): 大城盛公
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-24
• [Presentation] EuGa4のNMRによる研究 (2012)
  • Author(s): 仲村さおり
  • Organizer: 第118回日本物理学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 琉球大学
• [Presentation] カゴ状構造を有する強相関系化合物のNMR/NQRによる研究 (2012)
  • Author(s): 與儀護
  • Organizer: 平成24年度日本物理学会四国支部学術講演会
  • Place of Presentation: 高知大学
• [Presentation] Spin Susceptibility of CeOs4Sb12 Probed by 121Sb-NMR (2011)
  • Author(s): Mamoru Yogi
  • Organizer: TOKIMEKI 2011 : International workshop on heavy fermions
  • Place of Presentation: Osaka University
  • Year and Date: 2011-11-25
• [Presentation] 銅スピネル型硫化物Cu(Cr1-xHfx)2S4のCu NMR (2011)
  • Author(s): 大城盛公
  • Organizer: 第11回琉球大学物性研究会
  • Place of Presentation: 琉球大学
  • Year and Date: 2011-11-12
• [Presentation] スピネル型Cu(Cr1-xVx)2S4における金属-絶縁体転移のNMR II (2011)
  • Author(s): 二木治雄
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] 銅スピネル型硫化物Cu(Cr1-xHfx)2S4のCu NMR (2011)
  • Author(s): 大城盛公
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] Spin Susceptibility of CeOs4Sb12 : 121Sb Knight shift study (2011)
  • Author(s): Mamoru Yogi
  • Organizer: International Workshop : From Blue Pigment to Green Energy Cobalt mines-Skutterudites-Thermoelectrics
  • Place of Presentation: Vikersund, Norway
  • Year and Date: 2011-09-06
• [Presentation] 121Sb-NMR Knight shift study of filled skutterudite CeOs4Sb12 (2011)
  • Author(s): Mamoru Yogi
  • Organizer: The International Conference on strongly correlated electron systems (SCES2011)
  • Place of Presentation: Cmbridge, UK
  • Year and Date: 2011-09-02
• [Presentation] NMR studies of CDW transition in spinel-type Cu(Cr1-xVx)2S4 (2011)
  • Author(s): Haruo Niki
  • Organizer: The International Conference on strongly correlated electron systems (SCES2011)
  • Place of Presentation: Cambridge, UK
  • Year and Date: 2011-08-31
• [Presentation] NMR studies of Heusler-type intermetallic compound Mn3Si (2011)
  • Author(s): Haruo Niki
  • Organizer: 26th International Conference on Low Temerature Physics (LT26)
  • Place of Presentation: Beijing, China
  • Year and Date: 2011-08-15
• [Presentation] スクッテルダイト類似構造を持つ物質の重い電子状態と新奇物性の核磁気共鳴による研究 (2011)
  • Author(s): 與儀護
  • Organizer: 新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第三回研究会
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所
  • Year and Date: 2011-06-25