ラットリング超伝導体βパイロクロア酸化物の電子状態研究

• Project Area: Emergence of Heavy Electrons and Their Ordering
• Project/Area Number: 23102725
• 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: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 寺嶋 太一 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (40343834)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: ラットリング / 電子格子相互作用 / フェルミ面 / ドハースファンアルフェン効果 / 超伝導 / パイロクロア / dHvA

Outline of Annual Research Achievements

βパイロクロア酸化物超伝導体AOs2O6(A=K, Rb, Csに対しTc=9.6, 6.3, 3.3 K)においては、OsO6の作るかごの中のアルカリ原子のラットリングが超伝導クーパー対を作る引力の起源となっていることが、物性研廣井らのこれまでの系統的な研究から明らかになっている。殊に、KOs2O6では、電子比熱係数から見積もられる多体効果による質量増強因子λが約６と極めて大きく、超伝導転移に伴う比熱の大きな飛びなどから極めて強結合の超伝導が実現していることが明らかになっており、その電子状態は大変興味深い。我々は、昨年度KOs2O6のdHvA振動の測定に成功し、フェルミ面を完全に決定し、また多体効果による質量増強がλ=5--8であり、電子格子相互作用によるものとしては異常に大きいことを示した。A=Rb, Csにおいても高圧下においてはTcがA=K並みに増大することが知られており、その電子状態の変化を調べることはたいへん興味深い。そこで、今年度はA=Csについて26.4 kbarの高圧までdHvA振動測定を行った。CsOs2O6のフェルミ面は以前の我々のdHvA測定で完全に決まっている。圧力印加によりTcは従来の報告と同程度の増大を示した。dHvAデータの詳細な解析はまだ行っていないが、有効質量も若干増大しているようである。上部臨界磁場の解析おもあわせて行い、結合係数λの圧力変化を考えたい。

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] Large and homogeneous mass enhancement in the rattling-induced superconductor KOs2O6 (2012)
  • Author(s): T. Terashima, N. Kurita, A. Kiswandhi, E.-S. Choi, J. S. Brooks, K. Sato, J. Yamaura, Z. Hiroi, H. Harima, S. Uji
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: 85 Issue: 18 Pages: 180503-180503
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.180503
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of the Mysterious High Field Ordered Phase around H // [111] and Finding of a New Phase Boundary in PrFe4P12 (2012)
  • Author(s): H. Aoki
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 81 Issue: 8 Pages: 084703-084703
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.084703
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] How Are Heavy and Itinerant Electrons Born in a Dilute Kondo Alloy? (2012)
  • Author(s): Y. Mastumoto、ほか、H. Aoki
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn Volume: 81 Issue: 5 Pages: 54703-54703
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.054703
  • NAID: 210000109522
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complete Fermi surface in BaFe_2As_2 observed via Shubnikov-de Haas (2011)
  • Author(s): T.Terashima, et al
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. Volume: 107 Issue: 17 Pages: 176402-176402
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.176402
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyclotron Resonance and Mass Enhancement by Electron Correlation in KFe_2As_2 (2011)
  • Author(s): M.Kimata, T.Terashima, et al
  • Journal Title: Phys.Eev.Lett. Volume: 107 Issue: 16 Pages: 166402-166402
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.166402
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Details of Sample Dependence and Transport Properties of Uru_2Si_2 (2011)
  • Author(s): T.D. Matsuda,ほかY. Onuki
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn Volume: 80 Issue: 7 Pages: 074715-074715
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.074715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase Diagram of Pressure-Induced Superconductivity in EuFe_2As_2 Probed by High-Pressure Resistivity up to 3.2 Gpa (2011)
  • Author(s): N.Kurita
  • Journal Title: Phys.Rev.B Volume: 83 Issue: 21
  • DOI: 10.1103/physrevb.83.214513
  • Peer Reviewed
• [Presentation] (La, Ce)RhSi3 と鉄系超伝導体のフェルミオロジー (2013)
  • Author(s): 寺嶋太一
  • Organizer: 第68回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-26
  • Invited
• [Presentation] 圧力誘起超伝導体EuFe2As2 の高圧力下量子振動測定 (2013)
  • Author(s): 栗田伸之 他8名
  • Organizer: 第68回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] Quantum oscillations measurements and high pressure studies on iron-pnictide superconductors (2013)
  • Author(s): T. Terashima
  • Organizer: QMS2013
  • Place of Presentation: Muju Deogyusan Resort (Korea)
  • Year and Date: 2013-01-28
  • Invited
• [Presentation] βパイロクロア酸化物の電子状態研究と将来展望 (2013)
  • Author(s): 寺嶋太一
  • Organizer: 新学術領域「重い電子系の形成と秩序化」第4回研究会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2013-01-12
• [Presentation] 鉄系超伝導体などの強磁場物性研究 (2012)
  • Author(s): 寺嶋太一
  • Organizer: 強磁場コラボラトリーが拓く次世代強磁場サイエンスの展望
  • Place of Presentation: 東北大学金属材料研究所
  • Year and Date: 2012-11-26
  • Invited
• [Presentation] カゴ状物質ベータパイロクロアにおける電子ー格子相互作用：dHvA効果による直接測定 (2012)
  • Author(s): Taichi Terashima 他9名
  • Organizer: ワークショップ～カゴ状物質系の強相関物性～
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2012-09-26
  • Invited
• [Presentation] dHvA測定で見たラットリング超伝導体KOs206の巨大電子格子相互作用 (2012)
  • Author(s): 寺嶋太一 他9名
  • 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] KFe#8322;As#8322;のフェルミ面再訪 (2012)
  • Author(s): 寺嶋太一 他16名
  • 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] Quantum oscillations in iron-based superconductors (2012)
  • Author(s): T. Terashima
  • Organizer: M2S 2012
  • Place of Presentation: Omni Shoreham Hotel (Washington DC., USA)
  • Year and Date: 2012-07-29
  • Invited
• [Presentation] KFe#8322;As#8322;のフェルミ面再訪 (2012)
  • Author(s): 寺嶋太一
  • Organizer: 基研研究会「鉄系高温超電導の物理～スピン・軌道・格子～」
  • Place of Presentation: 京都大学基礎物理学研究所
  • Year and Date: 2012-06-21
• [Presentation] ラットリング超伝導体βパイロクロア酸化物の電子状態研究 (2012)
  • Author(s): Taichi Terashima 他9名
  • Organizer: 新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」ワークショップ～重い電子系における格子・フォノンの役割～
  • Place of Presentation: 岩手大学北桐ホール
  • Year and Date: 2012-06-09
• [Presentation] de Haas-van Alphen studies of multiband superconductors (2012)
  • Author(s): T.Terashima
  • Organizer: PPSS2012
  • Place of Presentation: Osaka Museum of History(大阪府)(招待講演)
• [Presentation] EuFe_2As_2の圧力誘起超伝導と電子状態-II (2012)
  • Author(s): 栗田伸之
  • 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)
• [Presentation] EuFe_2As_2の圧力誘起超伝導と電子状態-I (2012)
  • Author(s): 寺嶋太一
  • 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)
• [Presentation] Fermi Surface Studies of Iron-Pnictide Superconductors : BaFe_2As_2 vs.KFe_2As_2 (2011)
  • Author(s): T.Terashima
  • Organizer: LT26
  • Place of Presentation: Beijing International Convention Center (China)(招待講演)
• [Presentation] BaFe_2As_2のフェルミ面 (2011)
  • Author(s): 寺嶋太一
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
• [Presentation] 鉄系超伝導体LiFeAsの上部臨界磁場 (2011)
  • Author(s): 栗田伸之
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
• [Presentation] EuFe2As2の圧力誘起超伝導の静水圧・非静水圧効果 (2011)
  • Author(s): 栗田伸之
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
• [Presentation] Upper Critical Field and de Haas-Van Alphen Oscillations in Pressure-Induced Superconductor EuFe_2As_2 (2011)
  • Author(s): N.Kurita
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • Place of Presentation: University of Cambridge (UK)
• [Presentation] Upper Critical Field of the Stoichiometric Iron-based Superconductor LiFeAs, International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (2011)
  • Author(s): N.Kurita
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • Place of Presentation: University of Cambridge (UK)