中性子散乱及び輸送現象による空間反転対称性のない重い電子系超伝導体の研究

• Project Area: Emergence of Heavy Electrons and Their Ordering
• Project/Area Number: 23102722
• 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: 阿曽 尚文 琉球大学, 理学部, 准教授 (40313118)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 重い電子 / 超伝導 / 中性子散乱 / 中性子回折 / 磁気揺らぎ / 熱電能 / 圧力 / 低温物性

Outline of Annual Research Achievements

本年度はCeRhSi3の磁気励起を観測するため，フランス・ILL研究所にて中性子散乱実験による研究を進めた．CeRhSi3の磁気構造はa軸方向を向くLSDW構造であることは分かっていたが，磁気モーメントの大きさが0.1μB程度と小さいために，これまで観測は難しかった．そこで，東大物性研の高エネルギーX線透過ラウエ装置を用いて，8つの大型単結晶試料の方位を揃えたものを用意できた．（合計約2.4グラム）ILL-IN14装置では，多チャンネル検出器のFlatConeオプションを用いて効率よく実験を進め，初めて磁気励起の観測に成功した．T=80mKにおける非弾性散乱エネルギー0.6meVに固定した波数空間のマッピングからは，磁気反射の波数から僅かにずれた位置を中心に幅の広いピーク構造が観測された．但し，c*方向には波数依存性が観測されずa-b面内の二次元的特徴をもつ磁気励起であることが分かった．今後，エネルギースペクトルやより広い温度範囲での研究が望まれる．
また，単結晶試料CeRhSi3の熱電能の研究を進め，約3GPaまでの圧力で，熱流方向をa軸とした場合とc軸とした場合の両方向の測定を行った．低温から室温までは概して正の係数を示し，温度依存性には近藤効果に対応する単一ピーク構造が見られる．0圧力では100K程度に，3GPaでは130K程度にピーク中心があり，軸方向に寄らず圧力とともに単調に増大することが分かった．なお，低温での熱電能の絶対値は，軸方向により異方性が見られた．c軸では顕著な圧力依存性は無かったが，a軸では圧力とともに熱電能が増大した．これらの変化と量子臨界性との理解が今後の課題である．

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] Neutron scattering experiments and simulations near the magnetic percolation threshold of FexZn1- xF2 (2012)
  • Author(s): G. Alvarez
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 86 Issue: 2
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.024416
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uniaxial-Pressure Control of Magnetic Phase Transitions in a Frustrated Magnet CuFe1-xGaxO2 (x = 0, 0.018) (2012)
  • Author(s): Taro Nakajima
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 81 Issue: 9 Pages: 94710-94710
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.094710
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neutron Diffraction in the Pressure-Induced Superconducting Antiferromagnet CeIrSi3 (2012)
  • Author(s): N Aso, M Takahashi, H Yoshizawa, H Iida, N Kimura and H Aoki
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series Volume: Vol. 400 Issue: 2 Pages: 022003-022003
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/2/022003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uniaxial-stress enhancement of spin-driven ferroelectric polarization in a multiferroic CuFe1-xGaxO2 (2012)
  • Author(s): S.Mitsuda, et al
  • Journal Title: J.Phys. : Conf.Ser. Volume: 340 Pages: 12062-12062
  • DOI: 10.1088/1742-6596/340/1/012062
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Control of ferroelectric polarization via uniaxial pressure in the spin-lattice-coupled multiferroic CuFe1-xGaxO2 (2011)
  • Author(s): Taro Nakajima, et al
  • Journal Title: Phys.Rev.B Volume: 83 Issue: 14 Pages: 144405-144405
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.144405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic properties and magnetic structures of Sr3-xCaxRu2O7 (2011)
  • Author(s): Yoshiyuki Yoshida, et al
  • Journal Title: Journal of Physics and Chemistry of Solids Volume: 72 Issue: 5 Pages: 559-561
  • DOI: 10.1016/j.jpcs.2010.10.024
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamical Properties on the Protonic Conductor K3H(SeO4)2 (2011)
  • Author(s): Fumihito Shikanai, et al
  • Journal Title: Ferroelectrics Volume: 416 Issue: 1 Pages: 101-107
  • DOI: 10.1080/00150193.2011.577715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spin Density Wave Ordering in CeIrSi_3 (2011)
  • Author(s): N.Aso, M.Takahashi, et al
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 80 Issue: 9 Pages: 095004-095004
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.095004
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neutron scattering studies in non-centrosymmetric superconductors CeTSi3 (T=Rh,Ir) (2013)
  • Author(s): Naofumi Aso
  • Organizer: The 12th Korea-Japan Meeting on Neutron Science - Recent Developments and Achievements in Neutron Science -
  • Place of Presentation: 琉球大学研究者交流施設・50周年記念館
• [Presentation] 単結晶CeRhSi3の圧力下熱電能 (2013)
  • Author(s): 阿曽尚文
  • 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
• [Presentation] 擬カゴメ格子重い電子系YbAgGeのフラストレート磁気構造 (2013)
  • Author(s): 梅尾和則
  • 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
• [Presentation] 単結晶CeIrIn5の圧力中の磁性と輸送特性 (2012)
  • Author(s): 高江洲義尚, 他
  • 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] 空間反転対称性の破れた重い電子系超伝導体CeIrSi3のX線回折 (2012)
  • Author(s): 阿曽尚文, 他
  • 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] 空間反転対称性を持たない超伝導体CeIrSi3の非整合磁気構造 (2012)
  • Author(s): 阿曽尚文
  • Organizer: 東京大学物性研究所ISSPワークショップ「3軸分光器検討会」
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所（柏キャンパス）
• [Presentation] Physical properties under pressure in a heavy fermion superconductor CeIrIn5 (2012)
  • Author(s): Naofumi Aso
  • Organizer: The 19th International Conference on Magnetism (ICM 2012)
  • Place of Presentation: Bexco, Busan, South Korea
• [Presentation] Thermoelectric power in a single-crystalline CeRhSi3 (2012)
  • Author(s): Hidekazu Tanaka
  • Organizer: The 19th International Conference on Magnetism (ICM 2012)
  • Place of Presentation: Bexco, Busan, South Korea
• [Presentation] 反転対称性をもたない重い電子系超伝導体CeTSi3(T=Rh,Ir)の中性子回折 (2011)
  • Author(s): 阿曽尚文
  • Organizer: 第11回琉球大学物性研究会
  • Place of Presentation: 琉球大学理学部
  • Year and Date: 2011-11-12
• [Presentation] 単結晶CeIrIn5の圧力下における輸送特性 (2011)
  • Author(s): 玉置優樹, 他
  • Organizer: 第52回高圧討論会
  • Place of Presentation: 沖縄キリスト教学院
  • Year and Date: 2011-11-10
• [Presentation] CeIrSi3の圧力下における輸送特性 (2011)
  • Author(s): 高江洲義尚, 他
  • Organizer: 第52回高圧討論会
  • Place of Presentation: 沖縄キリスト教学院
  • Year and Date: 2011-11-10
• [Presentation] f電子系の高圧力下における中性子散乱 (2011)
  • Author(s): 阿曽尚文, 他
  • Organizer: 第52回高圧討論会
  • Place of Presentation: 沖縄キリスト教学院
  • Year and Date: 2011-11-09
• [Presentation] Electrical Resistivity of a Heavy Fermion Superconductor CeIrIn5 under High Pressure up to 8.0 GPa (2011)
  • Author(s): Y.Takaesu, et al
  • Organizer: 23rd AIRAPT International Conference on High Pressure Science & Technology (AIRAPT-23)
  • Place of Presentation: Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai, India
  • Year and Date: 2011-09-29
• [Presentation] 強磁性超伝導体UCoGeの遍歴強磁性の研究 (2011)
  • Author(s): 出口和彦, 他
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] ZrZn2の量子相転移点近傍における新奇秩序相 (2011)
  • Author(s): 壁谷典幸, 他
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] 単結晶CeIrIn5の圧力下における磁化と輸送特性 (2011)
  • Author(s): 玉置優樹, 他
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] 単結晶CeIrSi3の圧力下輸送特性 (2011)
  • Author(s): 高江洲義尚, 他
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] 空間反転対称性の破れた重い電子系超伝導体CeIrSi3の結晶構造と磁気構造 (2011)
  • Author(s): 阿曽尚文, 他
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] Itinerant Ferromagnetism and Superconductivity in Uranium Compound UCoGe (2011)
  • Author(s): K.Deguchi, et al
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2011 (SCES' 11)
  • Place of Presentation: University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] Neutron Diffraction in the Pressure-Induced Superconducting Antiferromagnet CeIrSi3 (2011)
  • Author(s): N.Aso, et al
  • Organizer: The 26th International Conference on Low Temperature Physics (LT26)
  • Place of Presentation: Beijing, China
  • Year and Date: 2011-08-13
• [Presentation] 空間反転対称性のない重い電子系超伝導体CeIrSi3の磁気構造 (2011)
  • Author(s): 阿曽尚文
  • Organizer: 新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第3回研究会
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所
  • Year and Date: 2011-06-25