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ウラン系超伝導物質の圧力誘起相転移の研究

Publicly Offered Research

Project AreaEmergence of Heavy Electrons and Their Ordering
Project/Area Number 23102726
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 InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

立岩 尚之  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 主任研究員 (50346821)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords圧力効果 / ウラン化合物
Outline of Annual Research Achievements

1.ウランカルコゲナイド化合物。b-US2,USeS, UTeS
我々は、大きな軌道角運動量及びスピン軌道相互作用で特徴付けられるウランイオンを、伝導キャリアの希薄な系に置いたとき、新奇な現象が現れることを期待し、少数キャリア系ウランダイカルコゲナイド化合物UTS(T: S, Se,Te)について高圧研究を行った。β-US2は狭いバンドギャップ(~90 K)をもつ半導体であり、USeS, UTeSは転移温度24, 98 Kを持つ強磁性半金属である。この系は、大きな負の磁気抵抗効果が特徴的で、β-US2の場合、7 Tで6桁にも及び、マンガン酸化物と同程度である。β-US2は常圧では非磁性で、少し圧力(~0.7 GPa)を加えると、弱い強磁性状態が誘起される。圧力誘起相は、単重項基底状態と励起状態が混じり合い、磁性が誘起される“Induced moment ferromagnetism”の枠組みで理解できることが、すでに明らかにされている。今年度はβ-US2についてより高い圧力まで研究を進めた。その結果、5 GPa前後で、系は絶縁体から金属に転移し、自発磁化の大きさも急激に増大することが明らかにされた。この系の磁性状態は系の伝導キャリアの濃度で整理されることが示唆され、この系の統一的理解に向けたモデル構築が行われた。
2.希土類化合物YbCu2Si2の圧力誘起秩序相。
YbCu2Si2は常圧では非磁性の重い電子系化合物として古くから研究が行われてきた。過去の高圧下交流磁化測定などから、8 GPa以上で磁気的な秩序相が誘起されることが指摘された。しかし、その磁気特性などは不明であった。我々は、平成22年度に開発したセラミックアンビルセルを用いてYbCu2Si2について高圧下磁化測定を行った。10.5 GPaの圧力下で強い一軸異方性をもつ強磁性状態が誘起されることを明らかにした。

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。

Report

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

    (32 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (19 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Magnetic measurements at pressures above 10 GPa in a miniature ceramic anvil cell for a superconducting quantum interference device magnetometer2012

    • Author(s)
      N. Tateiwa
    • Journal Title

      Rev. Sci. Instrum.

      Volume: 83 Issue: 5 Pages: 53906-53906

    • DOI

      10.1063/1.4722945

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scaling relation found anomalous electrical transport and superconductivity of heavy fermion superconductor URu2Si22012

    • Author(s)
      Naoyuki Tateiwa
    • Journal Title

      J. Phys.: Conf. Ser.

      Volume: 400 Issue: 2 Pages: 22123-22123

    • DOI

      10.1088/1742-6596/400/2/022123

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth and Unique Electronic States under Magnetic Field and Pressure in Rare Earth and Actinide Compounds2012

    • Author(s)
      Y. Onuki
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 81 Issue: Suppl.B Pages: SB001-SB001

    • DOI

      10.1143/jpsjs.81sb.sb001

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single Crystal Growth and Magnetic Properties of SmCu2Ge22012

    • Author(s)
      T.D. Matsuda
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 81 Issue: Suppl.B Pages: SB037-SB037

    • DOI

      10.1143/jpsjs.81sb.sb037

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strong correlation between anomalous quasiparticle scattering and unconventional superconductivity in the hidden-order phase of URu2Si22012

    • Author(s)
      N. Tateiwa
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 85 Issue: 5 Pages: 54516-54516

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.054516

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Miniature Ceramic-Anvil High-Pressure Cell for Magnetic Measurements in a Commercial Superconducting Quantum Interference Device Magnetometer2011

    • Author(s)
      N.Tateiwa, Y.Haga, et al
    • Journal Title

      Rev.Sci.Instrum.

      Volume: 82 Issue: 5

    • DOI

      10.1063/1.3590745

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrasonic Measurements on the Cage-Structured Clathrate Compound U_3Pd_<20>Si_62011

    • Author(s)
      T.Yanagisawa, N.Tateiwa, et al
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan, Supplement

      Volume: 80 Issue: Suppl.A Pages: SA105-SA105

    • DOI

      10.1143/jpsjs.80sa.sa105

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Magnetic-Field-Induced Metallic State in □-US_22011

    • Author(s)
      K.Sugiyama, Y.Onuki, et al
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan, Supplement

      Volume: 80 Issue: Suppl.A Pages: SA104-SA104

    • DOI

      10.1143/jpsjs.80sa.sa104

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Non-magnetic to Magnetic Transition under High Pressure in Narrow-Gap Semiconductor □-US_22011

    • Author(s)
      N.Tateiwa, Y.Onuki, et al
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan, Supplement

      Volume: 80 Issue: Suppl.A Pages: SA103-SA103

    • DOI

      10.1143/jpsjs.80sa.sa103

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Details of Sample Dependence and Transport Properties of URu_2Si_22011

    • Author(s)
      T.D.Matsuda, E.Hassinger, et al
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 80 Issue: 11 Pages: 114710-114710

    • DOI

      10.1143/jpsj.80.114710

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 簡便な高圧下磁化測定用セラミックアンビル型圧力セル(mCAC)2011

    • Author(s)
      立岩尚之
    • Journal Title

      固体物理

      Volume: 46 Pages: 791-799

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      2011 Annual Research Report
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  • [Presentation] ウラン化合物の高圧下物性研究2013

    • Author(s)
      立岩尚之
    • 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 (広島県東広島市)
    • Year and Date
      2013-03-26
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] U3Pd20Si6の磁場中弾性応答2013

    • Author(s)
      日浦健太
    • 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 (広島県東広島市)
    • Year and Date
      2013-03-26
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 重い電子系反強磁性体U2Zn17のメタ磁性に伴う磁気トルク異常2013

    • Author(s)
      芳賀芳範
    • 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 (広島県東広島市)
    • Year and Date
      2013-03-26
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ウラン化合物の新物質探索と物性2013

    • Author(s)
      松本裕司
    • 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 (広島県東広島市)
    • Year and Date
      2013-03-26
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧下磁化測定用圧力セルの開発とウラン系強磁性化合物の研究2012

    • Author(s)
      立岩尚之
    • Organizer
      第53回高圧討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府、豊中市)
    • Year and Date
      2012-11-07
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] UT2Al20(T=遷移金属)の単結晶育成と物性2012

    • Author(s)
      松本裕司
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2012-09-18
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Magnetic property in ferromagnetic superconductor UGe2 above ferromagnetic critical pressure2012

    • Author(s)
      N. Tateiwa
    • Organizer
      19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • Place of Presentation
      Busan, Bexco , (釜山、韓国)
    • Year and Date
      2012-07-08
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Magnetic properties of β-US2 single crystals2012

    • Author(s)
      E. Yamamoto
    • Organizer
      19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • Place of Presentation
      Busan, Bexco , (釜山、韓国)
    • Year and Date
      2012-07-08
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  • [Presentation] Magnetic phase diagram of UCoAl2012

    • Author(s)
      T. D. Matsuda
    • Organizer
      19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • Place of Presentation
      Busan, Bexco , (釜山、韓国)
    • Year and Date
      2012-07-08
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Single crystal growth and physical properties of UT2Al20 (T = transition metal)2012

    • Author(s)
      Y. Matsumoto
    • Organizer
      19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • Place of Presentation
      Busan, Bexco , (釜山、韓国)
    • Year and Date
      2012-07-08
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Strong correlation between anomalous quasiparticles scattering and unconventional superconductivity in the hidden order of URu2Si22012

    • Author(s)
      Naoyuki Tateiwa
    • Organizer
      International workshop「Heavy Fermion Physics: Perspective and Outlook」
    • Place of Presentation
      Institute of Physics (北京、中国)
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      2011 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Strong correlation between anomalous quasiparticles scattering and unconventional superconductivity in the hidden order of URu2Si22012

    • Author(s)
      Naoyuki Tateiwa
    • Organizer
      International workshop「2nd International REIMEI workshop on New approach to the exotic phases of actinide compounds under unconventional experimental conditions」
    • Place of Presentation
      Institute of Laue Langevin, (グルノーブル、フランス)
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧下磁化測定用セラミックアンビルセルの開発とf電子系化合物への適用2012

    • Author(s)
      立岩尚之
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス(西宮市、兵庫県)
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウラン化合物の高圧研究:高圧下磁化測定を中心に2012

    • Author(s)
      立岩尚之
    • Organizer
      兵庫県立大学・多重極限物質科学研究センター・シンポジウム
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学 播磨光都キャンパス(兵庫県赤穂郡)
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Scaling relation found in anomalous electrical transport and superconductivity of heavy fermion superconductor URu2Si22011

    • Author(s)
      Naoyuki Tateiwa
    • Organizer
      26th International Conference on Low Temperature Physics (LT26)
    • Place of Presentation
      Beijing International Convention Center, (北京、中国)
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウラン系超伝導物質URu2Si2の電子輸送特性の圧力効果について2011

    • Author(s)
      立岩尚之
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      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(富山市、富山県)
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  • [Presentation] セラミックアンビルを用いた高圧下磁化測定用圧力セル2011

    • Author(s)
      立岩尚之
    • 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(富山市、富山県)
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  • [Presentation] URu2Si2の輸送特性と試料依存性2011

    • Author(s)
      松田 達磨
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      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(富山市、富山県)
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウラン化合物の高圧研究2011

    • Author(s)
      立岩尚之
    • Organizer
      第52 回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄キリスト教学院 (那覇市、沖縄県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 日本原子力研究開発機構先端基礎研究センターアクチノイド物質開発研究グループ

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/ActinideGroup/top_jp.html

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      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 日本原子力研究開発機構・先端基礎研究センター・アクチノイド物質開発研究グループ

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/ActinideGroup/top_jp.html

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      2011 Annual Research Report

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

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