2018 Fiscal Year Annual Research Report
Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
Project/Area Number |
15H05884
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
青木 大 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30359541)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 憲二 京都大学, 理学研究科, 教授 (90243196)
神戸 振作 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主席 (40224886)
井澤 公一 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90302637)
松田 達磨 首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (30370472)
柳瀬 陽一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (70332575)
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Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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Keywords | 強相関電子系 / 多極子 / 超伝導 / 磁性 / 重い電子系 / アクチノイド |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、多極子が遍歴性を獲得して引き起こす多彩な伝導現象や量子相の解明を行うことである。これまで、アクチノイド化合物を中心に物質開発、多極子が絡んだ超伝導発現機構解明などを行って来た。 本年度は、強磁性超伝導体やその関連物質についての研究が当初予定よりも大幅に進展した。もっとも顕著な成果は、強磁性臨界点近傍にある常磁性体UTe2の新奇超伝導についての成果である。この成果の論文はJPSJのEditors' Choiceに選ばれた。パウリリミットを大幅に超える上部臨界磁場Hc2を持ち、スピン三重項超伝導が確実となった。大きな比熱の飛びにもかかわらず約半分の残留状態密度を持っていること、超伝導対称性についての考察、エントロピーについての考察などから、さらに新奇な秩序状態が期待される。また、LDAによるバンド計算では近藤半導体的であるが、実際には半金属的であり、小さなキャリア数が期待される。重い準粒子を持つ小さなフェルミ面は、磁場や圧力など外部パラメータに敏感であり、今後の研究の発展が期待できる。 強磁性超伝導体URhGeの磁場再突入型超伝導と量子三重臨界点近傍の揺らぎについてNMRによる研究も行われた。 その他にも、トポロジカル超伝導やギャップ対称性などの理論的研究、UBe13の超伝導多重相と圧力下の研究、URhGeと類似の構造を持つカイラル磁性体UPtGeのメタ磁性とスピンゆらぎの研究、Sm、Yb化合物の物質開発と物性、Pr-1-2-20系の研究、URu2Si2の奇パリティ電気多極子秩序の研究などが進展した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
強磁性超伝導体の研究を進めるうちに、当初予期していなかったUTe2の超伝導が発見され、この研究が大きくしかもかなりのスピードで進展している。強磁場・高圧・極低温での実験が国際共同研究に発展し、現在も様々な実験が行われている。 また、多極子の物理にトポロジカル物性という視点が持ち込まれ、理論研究が進展している。ウラン化合物超伝導体はトポロジカル超伝導の主要な舞台となりうる系であり、理論と実験がお互いに良い影響を与えながら研究が進展している。このような視点にたったシンポジウムも日本物理学会で開催された。
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Strategy for Future Research Activity |
当初の研究目的を維持しつつ、今後も5f電子系物質を中心に物質開発、多極子伝導が絡んだ新奇量子現象の研究を継続する。とくに現在大きく進展しているUTe2の研究を一層強力に推し進める。NMR、強磁場磁化、強磁場磁気抵抗、dHvA測定、ARPES、STM、FIB加工した試料によるホール効果測定、熱電能測定、中性子散乱などを予定している。これらはフランスCEA-Grenobleやその他の国際共同研究が必須であり、そのための枠組みを現在構築している。また、他の計画研究との横断的な研究もさらに推進する。
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[Journal Article] De Haas-van Alphen Oscillations for Small Electron Pocket Fermi Surfaces and Huge H-linear Magnetoresistances in Degenerate Semiconductors PbTe and PbS2019
Author(s)
S. Kawakatsu, K. Nakaima, M. Kakihana, Y. Yamakawa, H. Miyazato, T. Kida, T. Tahara, M. Hagiwara, T. Takeuchi, D. Aoki, A. Nakamura, Y. Tatetsu, T. Maehira, M. Hedo, T. Nakama, and Y. Onuki
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 88
Pages: 013704
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electronic States of Antiferromagnet FeSn and Pauli Paramagnet CoSn2019
Author(s)
M. Kakihana, K. Nishimura, D. Aoki, A. Nakamura, M. Nakashima, Y. Amako, T. Takeuchi, T. Kida, T. Tahara, M. Hagiwara, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, and Y. Onuki
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 88
Pages: 014705
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Unconventional Superconductivity in Heavy Fermion UTe22019
Author(s)
D. Aoki, A. Nakamura, F. Honda, D. Li, Y. Homma, Y. Shimizu, Y.J. Sato, G. Knebel, J.-P. Brison, A. Pourret, D. Braithwaite, G. Lapertot, Q. Niu, M. Valiska, H. Harima and J. Flouquet
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 88
Pages: 043702
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Nonsaturating large magnetoresistance in the high carrier density nonsymmorphic metal CrP2019
Author(s)
Q. Niu, W. C. Yu, E. I. Paredes Aulestia, Y. J. Hu, Kwing To Lai, H. Kotegawa, E. Matsuoka, H. Sugawara, H. Tou, D. Sun, F. F. Balakirev, Y. Yanase, Swee K. Goh
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 99
Pages: 125126
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Consecutive magnetic phase diagram of UCoGe-URhGe-UIrGe system2018
Author(s)
J. Pospisil, Y. Haga, A. Miyake, S. Kambe, N. Tateiwa, Y. Tokunaga, F. Honda, A. Nakamura, Y. Homma, M. Tokunaga, D. Aoki, E. Yamamoto
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Journal Title
Physica B: Condensed Matter
Volume: 536
Pages: 532-534
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Effects of Magnetic Field and Pressure on the Valence-Fluctuating Antiferromagnetic Compound EuPt2Si22018
Author(s)
T. Takeuchi, T. Yara, Y. Ashitomi, W. Iha, M. Kakihana, M. Nakashima, Y. Amako, F. Honda, Y. Homma, D. Aoki, Y. Uwatoko, T. Kida, T. Tahara, M. Hagiwara, Y. Haga, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 87
Pages: 074709
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electronic States in EuCu2(Ge1-xSix)(2) Based on the Doniach Phase Diagram2018
Author(s)
W Iha, T. Yara, Y. Ashitomi, M. Kakihana, T. Takeuchi, F. Honda, A. Nakamura, D. Aoki, J. Gouchi, Y. Uwatoko, T. Kida, T. Tahara, M. Hagiwara, Y. Haga, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 87
Pages: 064706
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Field-induced reentrant superconductivity driven by quantum tricritical fluctuations in URhGe2018
Author(s)
Y. Tokunaga, D. Aoki, H. Mayaffre, S. Kramer, M.-H. Julien, C. Berthier, M. Horvatic, H. Sakai, T. Hattori, S. Kambe, S. Araki
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Journal Title
Physica B: Condensed Matter
Volume: 536
Pages: 122-124
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ge-73-NMR study on magnetic fluctuations of ferromagnetic superconductor UGe22018
Author(s)
Y. Noma, H. Kotegawa, T. Kubo, H. Tou, H. Harima, Y. Haga, E. Yamamoto, Y. Onuki, K.M. Itoh, E.E. Haller, A. Nakamura, Y. Homma, F. Honda, D. Aoki
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Journal Title
Physica B: Condensed Matter
Volume: 536
Pages: 543-545
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Magnetic anisotropy on the single crystal UNi4B probed by 11B NMR2018
Author(s)
Y. Kishimoto, H. Matsuno, H. Kotegawa, H. Tou, H. Saito, H. Amitsuka, Y. Homma, A. Nakamura, D. Li, F. Honda, D. Aoki
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Journal Title
Physica B: Condensed Matter
Volume: 536
Pages: 564-566
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic properties and effect of pressure on the electronic state of EuCo2Ge22018
Author(s)
Y. Ashitomi, M. Kakihana, F. Honda, A. Nakamura, D. Aoki, Y. Uwatoko, M. Nakashima, Y. Amako, T. Takeuchi, T. Kida, T. Tahara, M. Hagiwara, Y. Haga, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
Physica B: Condensed Matter
Volume: 536
Pages: 192-196
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Pressure-induced rotational symmetry breaking in URu2Si22018
Author(s)
J. Choi, O. Ivashko, N. Dennler, D. Aoki, K. von Arx, S. Gerber, O. Gutowski, M. H. Fischer, J. Strempfer, M. v. Zimmermann, and J. Chang
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 98
Pages: 241113(R)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Pressure-induced valence change and moderate heavy fermion state in Eu-compounds2018
Author(s)
F. Honda, K. Okauchi, Y. Sato, A. Nakamura, H. Akamine, Y. Ashitomi, M. Hedo, T. Nakama, T. Takeuchi, J. Valenta, J. Prchal, V. Sechovsky, D. Aoki, Y. Onuki
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Journal Title
Physica B: Condensed Matter
Volume: 536
Pages: 182-191
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Search for multipolar instability in URu2Si2 studied by ultrasonic measurements under pulsed magnetic field2018
Author(s)
T. Yanagisawa, S. Mombetsu, H. Hidaka, H. Amitsuka, P. T. Cong, S. Yasin, S. Zherlitsyn, J. Wosnitza, K. Huang, N. Kanchanavatee, M. Janoschek, M. B. Maple, D. Aoki
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 97
Pages: 155137
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Magnetic field induced phenomena in UIrGe in fields applied along the b axis2018
Author(s)
Jiri Pospisil, Yoshinori Haga, Yoshimitsu Kohama, Atsushi Miyake, Shinsaku Kambe, Naoyuki Tateiwa, Michal Valiska, Petr Proschek, Jan Prokleska, Vladimir Sechovsky, Masashi Tokunaga, Koichi Kindo, Akira Matsuo and Etsuji Yamamoto
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 98
Pages: 014430
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Chiral-crystal-structure transformations and magnetic states of R3Rh4Sn13(R=La and Ce)2018
Author(s)
Kazuya Suyama, Kazuaki Iwasa, Yuka Otomo, Keisuke Tomiyasu, Hajime Sagayama, Ryoko Sagayama, Hironori Nakao, Reiji Kumai, Yoshinori Kitajima, Francoise Damay, Jean-Michel Mignot, Akira Yamada, Tatsuma D. Matsuda, and Yuji Aoki
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 97
Pages: 235138
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Structural, Magnetic, and Transport Properties of Novel Quaternary Compounds R Ru2Sn2Zn18 (R= La, Pr, and Nd)2018
Author(s)
Kazuhei Wakiya, Yuki Sugiyama, Miharu Kishimoto, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Masatomo Uehara, Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko, and Izuru Umehara
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 87
Pages: 094706
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic, thermal, and neutron diffraction studies of a coordination polymer: bis(glycolato)cobalt(II)2018
Author(s)
T. Nakane, S. Yoneyama, T. Kodama, K. Kikuchi, A. Nakao, T. Ohhara, R. Higashinaka, T. D. Matsuda, Y. Aoki, W. Fujita
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Journal Title
Dalton Transactions
Volume: 48
Pages: 333~339
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impact of valence fluctuations on the electronic properties of RO1-xFxBiS2 (R = Ce and Pr)2018
Author(s)
S. Dash, T. Morita, K. Kurokawa, Y. Matsuzawa, N. L. Saini, N. Yamamoto, J. Kajitani, R. Higashinaka, T. D.Matsuda, Y. Aoki, T. Mizokawa,
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW B
Volume: 98
Pages: 144501
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 強磁性体UCu2P2の圧力効果2019
Author(s)
北林和真, 本多史憲, 土田真吾, 佐藤芳樹, 李徳新, 仲村愛, 清水悠晴, 本間佳哉, 青木大, Ladislav Havela, Dariusz Kaczorowski
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] NMRで見たURhSnの二つの相転移2019
Author(s)
徳永陽, 清水悠晴, Arvind Maurya, 本多史憲, 仲村愛, 佐藤芳樹, 李徳新, 本間佳哉, 青木大, 比嘉野乃花, 服部泰佑, 酒井宏典, 神戸振作
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] 単結晶UNi4BのNMRを用いた磁気秩序状態の研究2019
Author(s)
竹内涼介, 岸本恭来, 小手川恒, 播磨尚朝, 藤秀樹, 本間佳哉, 本多史憲, 仲村愛, 清水悠晴, 李徳新, 青木大
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] X線内殻光電子線二色性による重い電子系CeRu2Si2の4f基底状態軌道対称性の決定2019
Author(s)
川田萌樹, 中谷泰博, 荒谷秀和, 金井惟奈, 濵本諭, 近藤広康, 藤原秀紀, 久我健太郎, 木須孝幸, 山崎篤志, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 東谷篤志, 石川哲也, 門野利治, 今田真, 大貫惇睦, 青木大, 関山明
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] 紫外レーザー角度分解光電子分光によるCeRu2Si2の重い電子状態の観測2019
Author(s)
近藤広康, 中谷泰博, 荒谷秀和, 山神光, 祖利目和明, 川田萌樹, 竹内裕加里, 大貫惇睦, 青木大, 木須孝幸, 関山明
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] 反強磁性体TbGa2とHoAlGaの磁気抵抗とホール抵抗2019
Author(s)
仲井間憲李, 伊覇航, 垣花将司, 仲村愛, 青木大, 中島美帆, 天児寧, 竹内徹也, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] カイラル磁性体EuPtSiのEu-151メスバウアー分光 (II)2019
Author(s)
本間佳哉, 垣花将司, 徳永陽, 與儀護, 中島美帆, 仲村愛, 清水悠晴, 李徳新, Arvind Maurya, 佐藤芳樹, 本多史憲, 青木大, 天児寧, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] カイラル反強磁性体EuPtSiの低温物性2019
Author(s)
竹内徹也, 垣花将司, 太田譲二, 青木大, 仲村愛, 本多史憲, 中島美帆, 天児寧, 播磨尚朝, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] EuPtSiのNMRによる研究II2019
Author(s)
比嘉野乃花, 與儀護, 徳永陽, 服部泰佑, 酒井宏典, 神戸振作, 中島美帆, 本間佳哉, 仲村愛, 清水悠晴, 本多史憲, 青木大, 垣花将司, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] ラッシュバ型の反強磁性体EuNiGe3の特異な磁気相2019
Author(s)
伊覇航, 松田進弥, 垣花将司, 仲村愛, 青木大, 中島美帆, 天児寧, 竹内徹也, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] EuPtSiのNMRによる研究2018
Author(s)
比嘉野乃花, 與儀護, 徳永陽, 服部泰佑, 酒井宏典, 神戸振作, 中島美帆, 本間佳哉, 仲村愛, 清水悠晴, 本多史憲, 青木大, 垣花将司, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] カイラル磁性体EuPtSiのEu-151メスバウアー分光2018
Author(s)
本間佳哉, 垣花将司, 徳永陽, 與儀護, 仲村愛, 清水悠晴, 李徳新, Arvind Maurya, 佐藤芳樹, 本多史憲, 青木大, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] EuT2Ge2とEuT2Si2(T:遷移金属)の特異な電子状態II2018
Author(s)
大貫惇睦, 伊覇航, 松田進弥, 垣花将司, 安次富洋介, 竹内徹也, 本多史憲, 仲村愛, 青木大, 中島美帆, 天児寧, 芳賀芳範, 郷地順, 上床美也, 辺土正人, 仲間隆男
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] PbX(X: S, Se, Te) のドハースファン・アルフェン効果と磁気抵抗2018
Author(s)
仲井間憲李, 川勝祥矢, 垣花将司, 宮里隼人, 山川結衣, 立津慶幸, 眞榮平孝裕, 木田孝則, 田原大夢, 萩原政幸, 竹内徹也, 青木大, 仲村愛, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] パルス強磁場NMRによるCeIn3の磁場誘起量子臨界領域の研究2018
Author(s)
徳永陽, A. Orlova, N. Bruyant, 青木大, H. Mayaffre, S. Kraemer, M.H.- Julien, C. Berthier, M. Horvatic, 服部泰佑, 比嘉野乃花, 酒井宏典, 神戸振作, I. Sheikin
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] 強磁性超伝導体UGe2の73Ge-NQRによる研究2018
Author(s)
野間雄一朗, 久保徹郎, 小手川恒, 播磨尚朝, 藤秀樹, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦, 伊藤公平, E. E. Haller, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] 単結晶UNi4Bの11B-NMRを用いた構造解析と磁気秩序状態の研究2018
Author(s)
竹内涼介, 岸本恭来, 小手川恒, 播磨尚朝, 藤秀樹, 本間佳哉, 本多史憲, 仲村愛, 清水悠晴, 李徳新, 青木大
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] 超音波による重い電子系化合物UPd2Cd20の量子状態の研究II2018
Author(s)
赤津光洋, 上原啓史, 武石夏祈, 根本祐一, 後藤輝孝, 三本啓輔, 土塔寛, 広瀬雄介, 摂待力生, 本多史憲, 青木大
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] PbTeのドハース・ファンアルフェン効果と磁気抵抗2018
Author(s)
川勝祥矢, 仲井間憲李, 垣花将司, 山川結衣, 宮里隼人, 立津慶幸, 眞榮平孝裕, 木田孝則, 田原大夢, 萩原政幸, 竹内徹也, 青木大, 仲村愛, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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