2002 Fiscal Year Annual Research Report

極低温角度変化磁化測定による異方的強相関電子系の研究

Research Project

Project/Area Number	13440106
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	榊原俊郎東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田山孝東京大学, 物性研究所, 助手 (20334344)
Keywords	スピンアイス化合物 / 気相液相転移 / 磁場誘起秩序状態 / 上部臨界磁場 / 不純物効果 / 非フェルミ液体的振舞い / 結晶場基底状態 / 残留状態密度
Research Abstract	1.スピンアイス化合物Dy2Ti207の[111]方向磁化過程における気相-液相型転移 Dy2Ti207は[111]方向の磁場下で磁場と垂直なカゴメ格子面内に巨視的縮重度を残した中間状態(カゴメアイス状態)をとることが知られている。このカゴメアイス状態は約1テスラの磁場で壊れて完全整列状態へスピンフリップするが、この過程が0.36K以下の極低温において、磁化の不連続な飛びを伴う1次相転移になることを初めて見いだした。この1次転移に伴って約0.5J/molKのエントロピーが開放されることもわかった。この転移は対称性の変化を伴わない気相-液相型の転移であり、その臨界点は0.9T,0.36Kである。 2.スクッテルダイト化合物PrOs4Sb12における磁場誘起相転移と超伝導転移 PrOs4Sb12はPr化合物としては初めての重い電子超伝導体として注目されている。この系の磁場-温度相図の方向依存性を詳細に調べた。比熱測定などから[100]方向の磁場に対して磁場誘起の秩序状態が出現することが知られていたが、今回、[110]および[111]方向についても磁化測定を行った結果、同様の磁場誘起転移が見いだされた。結晶場モデルに基づいて解析した結果、PrOs4Sb12におけるPr3+の結晶場基底状態はΓ1一重項であり、約6Kのところに第一励起準位としてΓ5三重項が存在することがほぼ確実である。 3.重い電子超伝導体CeCoIn5におけるRh置換効果 CeCoIn5は上部臨界磁場Hc2での転移が低温(0.3Tc以下)で1次転移になることで注目されている。今回、この系のCoをRhで置換した試料CeCol-xRhxIn5について磁化・比熱測定を行って超伝導状態の変化を調べた。X=0に見られる1次転移はRh5%置換でほぼ完全に消失した。Rh置換によって超伝導状態での残留状態密度が顕著に増大していることから、1次転移の消失はd波超伝導状態でのスピン磁化率の回復と関係づけられるものと思われる。同時に、Rh置換によって超伝導凝縮エネルギーの顕著な減少が見られたが、奇妙なことにTcやHc2に大きな変化は無かった。Rh置換は単に不純物散乱の効果だけではなく、非フェルミ液体的挙動が弱められるなど電子状態に影響を与えていることがわかった。

Research Products

(13 results)

All Other

All Publications (13 results)

[Publications] T.Tayama et al.: "Unconventional Heavy-Fermion Superconductor CeCoIn_5 : Dc Magnetization Study at Very Low Temperature down to 50 mK"Phys.Rev.B. 65. 180504(R)-1-180504(R)-4 (2002)
[Publications] T.Sakakibara et al.: "Anomalous uniaxial pressure effect on the phase IV ordering in Ce_xLa_<1-x>B_6"J.Phys.Soc.Jpn,. 71. Suppl.124-126 (2002)
[Publications] T.Sakakibara et al.: "Magnetic susceptibility of Ce_<0.75>La_<0.25>B_6 under uniaxial pressure"Physica B. 312-313. 194-196 (2002)
[Publications] H.Amitsuka et al.: "Hidden order and weak antiferromagnetism in URu_2Si_2"Physica B. 312-313. 390-396 (2002)
[Publications] T.Sakakibara et al.: "Multipole ordering in felectron systems"J.Phys.Chem.Solids. 63. 1147-1153 (2002)
[Publications] H.Amitsuka et al.: "Low temperature magnetization study on the non-Kramers cubic system Pr_3Pd_<20>Ge_6"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. Suppl.124-126 (2002)
[Publications] T.Tayama et al.: "Magnetization study of the heavy fermion superconductor CeCoIn_5"J.Phys.Chem.Solids. 63. 1155-1158 (2002)
[Publications] K.Matsuhira et al.: "Low-temperature magnetic properties of pyrochlore stannates"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 1576-1582 (2002)
[Publications] K.Matsuhira et al.: "A new macroscopically degenerate ground state in the spin ice compound Dy_2Ti_2O_7 under magnetic field"J.Phys.Condens.Matter. 14. L559-L565 (2002)
[Publications] M.Yokoyama et al.: "Anomalous Fermi liquid behavior of the dilute uranium alloys La_<1-x>U_xRu_2Si_2,(x<0.07)"J.Phys.Soc.Jpn.. (印刷中).
[Publications] T.Sakakibara et al.: "First-order superconducting transition at the upper critical field in CeCoIn_5 studied by DC magnetization measurement"Acta Physica Polonica B. (印刷中).
[Publications] A.Harita et al.: "Measuring nuclear magnetization in strong magnetic fields"Physica B. (印刷中).
[Publications] Z.Hiroi et al.: "Specific Heat of Kagome's Ice in the Pyrochlore Oxide Dy_2Ti_<207>"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 411-418 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

極低温角度変化磁化測定による異方的強相関電子系の研究

Principal Investigator

榊原 俊郎 東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)

Research Products

[Publications] T.Tayama et al.: "Unconventional Heavy-Fermion Superconductor CeCoIn_5 : Dc Magnetization Study at Very Low Temperature down to 50 mK"Phys.Rev.B. 65. 180504(R)-1-180504(R)-4 (2002)

[Publications] T.Sakakibara et al.: "Anomalous uniaxial pressure effect on the phase IV ordering in Ce_xLa_<1-x>B_6"J.Phys.Soc.Jpn,. 71. Suppl.124-126 (2002)

[Publications] T.Sakakibara et al.: "Magnetic susceptibility of Ce_<0.75>La_<0.25>B_6 under uniaxial pressure"Physica B. 312-313. 194-196 (2002)

[Publications] H.Amitsuka et al.: "Hidden order and weak antiferromagnetism in URu_2Si_2"Physica B. 312-313. 390-396 (2002)

[Publications] T.Sakakibara et al.: "Multipole ordering in felectron systems"J.Phys.Chem.Solids. 63. 1147-1153 (2002)

[Publications] H.Amitsuka et al.: "Low temperature magnetization study on the non-Kramers cubic system Pr_3Pd_<20>Ge_6"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. Suppl.124-126 (2002)

[Publications] T.Tayama et al.: "Magnetization study of the heavy fermion superconductor CeCoIn_5"J.Phys.Chem.Solids. 63. 1155-1158 (2002)

[Publications] K.Matsuhira et al.: "Low-temperature magnetic properties of pyrochlore stannates"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 1576-1582 (2002)

[Publications] K.Matsuhira et al.: "A new macroscopically degenerate ground state in the spin ice compound Dy_2Ti_2O_7 under magnetic field"J.Phys.Condens.Matter. 14. L559-L565 (2002)

[Publications] M.Yokoyama et al.: "Anomalous Fermi liquid behavior of the dilute uranium alloys La_<1-x>U_xRu_2Si_2,(x<0.07)"J.Phys.Soc.Jpn.. (印刷中).

[Publications] T.Sakakibara et al.: "First-order superconducting transition at the upper critical field in CeCoIn_5 studied by DC magnetization measurement"Acta Physica Polonica B. (印刷中).

[Publications] A.Harita et al.: "Measuring nuclear magnetization in strong magnetic fields"Physica B. (印刷中).

[Publications] Z.Hiroi et al.: "Specific Heat of Kagome's Ice in the Pyrochlore Oxide Dy_2Ti_<207>"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 411-418 (2003)

榊原俊郎東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)