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2017 Fiscal Year Annual Research Report

価数と軌道に由来した非磁性量子相転移と臨界現象

Research Project

Project/Area Number 15J08663
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

志村 恭通  東京大学, 物性研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Keywords軌道秩序 / 高磁場 / 熱膨張 / 磁気抵抗効果 / 磁気相図 / ホール効果
Outline of Annual Research Achievements

私は今年度、0.6 Kで軌道秩序を示すPrV2Al20の磁歪/熱膨張測定および米国国立高磁場研究所にて磁気抵抗およびホール効果の測定を行った。磁歪/熱膨張計は前年度に希釈冷凍機に取り付けて、最低温度 100 mK まで測定ができるようにした。
磁歪/熱膨張測定の結果、0.6 Kの相転移を観測し、その変化量が非常に小さいことから、電子軌道が互い違いに整列する"反強"的な軌道秩序であることを見出した。そして軌道秩序が壊れる臨界磁場に向かって、熱膨張係数が発散的に増大し、臨界磁場で符号が変わることを観測した。この結果を熱力学的に考えると、臨界磁場に向かってエントロピーが増大することに対応する。これは我々のグループで主張している、磁場誘起の軌道秩序の量子臨界揺らぎの存在をサポートする結果である。
また我々は、まだ未解明だった[110]方向に磁場を印加した場合の磁気相図に関して、最大 31 T までの磁気抵抗測定を行った。そして15 T-24 Tの領域に新たな軌道秩序相を見出し、24 T より高磁場で軌道秩序が閉じることを明らかにした。さらに我々は軌道秩序相の数値シミュレーションを行い、実際に24 T付近で軌道秩序相が閉じることを再現した。
これにより、前年度以前の結果と合わせて、PrV2Al20の軌道秩序の異方的な磁気相図の全容を明らかにした。
最後にPrV2Al20のホール効果測定を行い、キャリア数が通常金属に近い値を示すことを明らかにした。これは通常金属とは大きく異なる電気抵抗率の温度依存性の起源が、半金属的なバンドからくるものではなく、我々が考えている四極子による近藤効果である可能性を支持する。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] National High Magnetic Field Laboratory(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      National High Magnetic Field Laboratory
  • [Journal Article] Quantum valence criticality in a correlated metal2018

    • Author(s)
      K. Kuga, Y. Matsumoto, M. Okawa, S. Suzuki, T. Tomita, K. Sone, Y. Shimura, T. Sakakibara, D. Nishio-Hamane, Y. Karaki, Y. Takata, M. Matsunami, R. Eguchi, M. Taguchi, A. Chainani, S. Shin, K. Tamasaku, Y. Nishino, M. Yabashi, T. Ishikawa, S. Nakatsuji
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 4 Pages: eaao3547 1-6

    • DOI

      10.1126/sciadv.aao3547

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bulk Fermi surface of the Weyl type-II semimetallic candidate γ-MoTe22017

    • Author(s)
      D. Rhodes, R. Schonemann, N. Aryal, Q. Zhou, Q. R. Zhang, E. Kampert, Y.-C. Chiu, Y. Lai, Y. Shimura, G. T. McCandless, J. Y. Chan, D. W. Paley, J. Lee, A. D. Finke, J. P. C. Ruff, S. Das, E. Manousakis, and L. Balicas
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 96 Pages: 165314 1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.165134

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 三重極限環境下における a-YbAlB4 の量子振動と高磁場異常2018

    • Author(s)
      志村 恭通
    • Organizer
      日本物理学会 年次大会
  • [Presentation] Anisotropic Magnetoresistance in High-Magnetic-Field Phase and Field-Induced Quantum Criticality in the Quadrupole Kondo Lattice in PrV2Al202017

    • Author(s)
      志村 恭通
    • Organizer
      Strongly Correlated Electron Systems 2017
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-05-23  

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