2015 Fiscal Year Annual Research Report
準周期性と電子相関の協奏によって形成される新しい量子状態の研究
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15H02111
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐藤 憲昭 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30170773)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 準結晶 / 近似結晶 / 量子臨界現象 / 価数搖動 / 超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非通常型の量子臨界現象を示すAu-Al-Yb準結晶と同型の近似結晶を作成し、圧力下における交流磁化率を高い精度で測定した。その結果、近似結晶に静水圧を印加すると、低温における磁化率は増大し、2GPa程度の高圧下で発散的に増大する（つまり量子臨界現象を示す）ことを見出した。さらに圧力を増大させると、100mK程度の極低温で、磁化率にブロードなピークが現われることを発見した。これは反強磁性秩序あるいはスピングラスの出現によるものと考えられる。以上の結果を総合的に判断すると、2GPa程度に現れる異常は、高圧側で発現する磁気秩序の量子相転移を反映したものではなく、他の原因（おそらくは臨界的な価数揺らぎ）によるものと考えられる。
一方、（近似結晶に対する）磁場の印加に対しては、僅かな磁場を加えただけで直ちにフェルミ液体状態に戻ることを見出した。この結果を詳細に解析することにより、いわゆるH/Tスケール則（Hは磁場、Tは温度）が成り立つ事を明らかにした。
前者の圧力に対応する応答は、準結晶と質的に異なることから、ここに準周期性が顔を出している可能性が高い。これに対し、後者の磁場に対する応答は、準結晶と極めて類似している。従って、T/Hスケーリング則は、準周期性を反映したものではなく、価数揺らぎを反映したものと解釈される。
他の系として、希土類を含まない３元系の準結晶および近似結晶を合成し、低温物性を計測した。その結果、近似結晶および準結晶のいずれも超伝導転移を示すことを見出した。面白いことに、近似結晶の組成が準結晶の組成に近づくにつれ転移温度が減少し、準結晶では大きく減少することを発見した。その起源として、準結晶で発現が期待される臨界状態の形成が考えられる。この可能性の妥当性については、今後の課題として残されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
近似結晶の量子臨界性に関する（上記の）成果は当初の予想通りである。また、超伝導に関する成果は、当初の計画以上のものである。一方、超伝導の起源（準結晶の超伝導転移温度が下がるだけでなく、近似結晶の組成を変えることによっても転移温度が急激に下がること）の解明や、新物質の探索は今後の課題として残されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画を推進していく。特に、前年度に興味ある結果が見出され、より詳細な研究が必要な超伝導に関する研究を中心に進めていく。
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Research Products
(16 results)
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[Presentation] DC magnetic susceptibility measurement of quasicrystals and approximant crystals in the Au-Sn-R (R: Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Yb) system2015
Author(s)
K. Namba, S.Matsukawa, K. Imura, K. Deguchi, T. Ishimasa, K. Tanaka, and N. K. Sato
Organizer
Toyota RIKEN International Workshop on “Strongly Correlated Electron Systems: Open Space between Heavy Fermions and Quasi-crystals"
Place of Presentation
Nagoya Univ.
Year and Date
2015-11-17 – 2015-11-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Possibility of superconductivity in Mg-Zn-Al quasicrystal and approximant crystals2015
Author(s)
K. Kamiya, A. Yamamoto, K.Namba, S. Matsukawa, S. Kunikata, K. Nobe, T. Yamashita, K. Imura, K. Deguchi, T. Takeuchi, N. K. Sato
Organizer
Toyota RIKEN International Workshop on “Strongly Correlated Electron Systems: Open Space between Heavy Fermions and Quasi-crystals”
Place of Presentation
Nagoya Univ.
Year and Date
2015-11-17 – 2015-11-19
Int'l Joint Research
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