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多重極限下放射光メスバウアー分光によるYb重い電子系の価数揺動と超伝導・量子転移

Publicly Offered Research

Project AreaEmergence of Heavy Electrons and Their Ordering
Project/Area Number 23102723
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 InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

小林 寿夫  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (40250675)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords多重極限 / 価数揺動 / 放射光X線 / メスバウアー分光 / X線吸収分光 / 量子臨界点
Outline of Annual Research Achievements

重い電子系Yb化合物において、常圧力下80mKで超伝導が出現することが初めて示されたβ-YbAlB4は、常圧力下常伝導状態において非フェルミ液体的性質を示している。また、常圧力下20Kでの光電子分光測定によりYbイオンの価数は、+2.75と見積もられ、価数揺動が重要な役割を演じていると指摘されている。一方、α-YbAlB4は価数揺動物質であるが基底状態ではフェルミ液体である。しかし、30kOeの磁場を印加することでメタ磁性転移を示し、非フェルミ液体的電気伝導性が観測されている。これらの結果から、α-YbAlB4とβ-YbAlB4での量子臨界性とYbイオンの価数揺動状態との関係に興味が持たれている。
本年度はまず、YbAlB4での5Kでの174Yb放射光メスバウアー分光測定を行った。国内外で全く行われていない174Yb放射光メスバウアー分光測定をSPring-8により試み、SN比の向上に成功し解析可能なスペクトルの測定に初めて成功した。測定試料に単結晶を用いたこと、さらに原子核の寿命から期待される分解能よりも良い分解能で測定を行ったことにより、Ybイオンの価数揺らぎの時間スケール実験的に求めることに初めて成功した。その結果、Ybイオンの価数揺らぎの時間が異常に長いことが分かった。したがって、174Yb放射光メスバウアー分光法は価数揺らぎのダイナミックスをとらえるための最適なプローブである。さらに、価数揺らぎのダイナミックスが量子臨界現象では重要であることが分かった。一方、低温・高圧力下でβ-YbAlB4の電気伝導測定で観測されている異常と結晶構造とYbイオン価数との関係を調べるために、高圧力下X線回折及びX線吸収発光分光測定を行った。その結果、観測されている異常において、構造変態はなくB原子座標に変化があることが分った。さらに、Ybイオンの価数が+3に近づくことも分った。

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。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (28 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Observation of a pressure-induced As-As hybridization associated with a change in the electronic state of Fe in the tetragonal phase of EuFe2As22013

    • Author(s)
      H. Kobayashi
    • Journal Title

      J. Phys.: Condens. Matter

      Volume: 25 Issue: 2 Pages: 022201-022201

    • DOI

      10.1088/0953-8984/25/2/022201

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ^<149>Sm and ^<57>Fe Nuclear Resonant Inelastic Scattering of Filled Skutterudites SmFe_4X_<12> (X : pnictogen)2012

    • Author(s)
      S.Tsutsui, 他7名
    • Journal Title

      Hyperfine Interact

      Volume: 206 Issue: 1-3 Pages: 67-70

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0434-1

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Upgrade of the nuclear resonant scattering beamline, BL09XU, SPring-82012

    • Author(s)
      Y. Yoda
    • Journal Title

      Hyperfine Interact.

      Volume: 206 Issue: 1-3 Pages: 83-86

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0532-0

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic interactions on single crystal EuFe_2As_2 studied by ^<57>Fe Mossbauer spectroscopy2012

    • Author(s)
      S.Ikeda, et al
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 81 Issue: 3 Pages: 033703-033703

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.033703

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic property of SrFe_2As_2 under high pressure studied by ^<57>Fe Mossbauer spectroscopy2012

    • Author(s)
      S.Ikeda, et al
    • Journal Title

      Hyperfine Interactions

      Volume: 208 Issue: 1-3 Pages: 7-11

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0506-2

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and Magnetic Properties of Fe_2P under Pressure at Low Temperature2011

    • Author(s)
      H.Kobayashi, et al
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 80 Issue: 8 Pages: 084719-084719

    • DOI

      10.1143/jpsj.80.084719

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orthorhombic fluctuations in tetragonal AFe_2As_2 (A=Sr and Eu)2011

    • Author(s)
      H.Kobayashi, et al
    • Journal Title

      Phys.Rev.

      Volume: 84 Issue: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.184304

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SrFe2As2のフォノン測定2013

    • Author(s)
      福田竜生
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 (広島県)
    • Year and Date
      2013-03-29
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 57Fe核共鳴前方散乱によるSrFe2As2の電子状態研究2013

    • Author(s)
      池田修悟
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 (広島県)
    • Year and Date
      2013-03-29
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 価数揺動物質b-Yb(Al1-xFex)B4の圧力誘起Ybイオンの価数変化2013

    • Author(s)
      阪口友唯
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 (広島県)
    • Year and Date
      2013-03-28
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 安田明子2013

    • Author(s)
      安田明子
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 (広島県)
    • Year and Date
      2013-03-27
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 57Fe nuclear resonant inelastic scattering on AFe2As2 (A=Eu and Sr)2013

    • Author(s)
      H. Kobayashi
    • Organizer
      JAEA Synchrotron Radiation Research Symposium
    • Place of Presentation
      SPring-8 (兵庫県)
    • Year and Date
      2013-03-12
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 放射光を用いた高圧力下核共鳴散乱・メスバウアー分光2012

    • Author(s)
      小林寿夫
    • Organizer
      第53回討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学会館 (大阪府)
    • Year and Date
      2012-11-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 価数揺動物質Yb(Al1-xFex)B4の高圧力下構造解析2012

    • Author(s)
      阪口友唯
    • Organizer
      第53回討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学会館 (大阪府)
    • Year and Date
      2012-11-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 価数揺動物質α-Yb(Al1-xFex)B4の圧力下物性測定およびその研究2012

    • Author(s)
      阪口友唯
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大 (神奈川県)
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] AFe2As2(A:Eu及びSr)とAサイト置換系の磁性と超伝導2012

    • Author(s)
      池田修悟
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大 (神奈川県)
    • Year and Date
      2012-09-20
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] EuTIn4の多段メタ転移2012

    • Author(s)
      田中佑季
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大 (神奈川県)
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶RNi2Ge2(R=Eu,Gd)における圧力下磁気相図II2012

    • Author(s)
      川端一史
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大 (神奈川県)
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Superconductivity of EuFe2As2 under high pressure2012

    • Author(s)
      S. Ikeda
    • Organizer
      The 19th International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Busan (Korea)
    • Year and Date
      2012-07-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Mossbauer spectroscopy of Fe doping valence fluctuating a-YbAlB42012

    • Author(s)
      Y. Sakaguchi
    • Organizer
      The 19th International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Busan (Korea)
    • Year and Date
      2012-07-12
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic states of Eu4As3 under pressure2012

    • Author(s)
      H. Kobayashi
    • Organizer
      The 19th International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Busan (Korea)
    • Year and Date
      2012-07-10
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶EuNi_2Ge_2における圧力下磁気相図2012

    • Author(s)
      窪真志, 他
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-26
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 複合極限環境下^<151>Eu及び^<57>Fe核共鳴前方散乱によるAFe_2As_2(A:Sr,Eu)の電子状態研究2012

    • Author(s)
      池田修悟, 他
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-25
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 価数揺動物質α-YbAlB_4のFe置換試料におけるメスバウアー分光測定2012

    • Author(s)
      阪口友唯, 他
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Nuclear resonance scattering on iron based superconductors2012

    • Author(s)
      H.Kobayashi
    • Organizer
      The 489^<th> Wilhelm and Else Heraeus Seminar
    • Place of Presentation
      Physikzentrum Bad Honnef (Germany)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-27
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ^<57>Fe nuclear resonant scattering of AFe_2As_2 (A : Ca, Sr, and Eu)2011

    • Author(s)
      H.Kobayashi, et al
    • Organizer
      The 31^<th> Inter.Conf.on Applications of Mossbauer Effect
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2011-09-30
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ^<151>Eu Mossbauer spectroscopy of EuFe_2As_2 single crystal2011

    • Author(s)
      Y.Homma, et al
    • Organizer
      The 31^<th> Inter.Conf.on Applications of Mossbauer Effect
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2011-09-29
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic properties of AFe_2As_2 (A : Sr, and Eu) under high pressure studied by ^<57>Fe Mossbauer spectroscopy2011

    • Author(s)
      S.Ikeda, et al
    • Organizer
      The 31^<th> Inter.Conf.on Applications of Mossbauer Effect
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2011-09-29
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 2^<nd> experimental hutch for the advanced research using nuclear resonant scattering at BL09XU, SPring-82011

    • Author(s)
      Y.Yoda, et al
    • Organizer
      The 31^<th> Inter.Conf.on Applications of Mossbauer Effect
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2011-09-27
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ^<149>Sm and ^<57>Fe nuclear resonant inelastic scattering of filled Skutterudites SmFe_4X_<12> (X : Pnictogemn)2011

    • Author(s)
      S.Tsutsui, et al
    • Organizer
      The 31^<th> Inter.Conf.on Applications of Mossbauer Effect
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2011-09-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 複合極限環境下^<151>Eu及び^<57>Fe核共鳴前方散乱によるEuFe_2As_2の電子状態研究III2011

    • Author(s)
      池田修悟, 他
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2011-09-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶CaFe_2As_2の温度-圧力相図2011

    • Author(s)
      阪口友唯, 他
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2011-09-22
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ^<57>Fe核共鳴前方散乱による単結晶SrFe_2As_2の複合極限下物性2011

    • Author(s)
      吉田和樹, 他
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2011-09-22
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶EuNi_2Ge_2における磁気相図2011

    • Author(s)
      窪真志, 他
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶EuTIn_4(T:Ni,Cu,Au)の磁性と伝導2011

    • Author(s)
      田中佑季, 他
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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