2015 Fiscal Year Research-status Report
結晶の空間反転対称性に着目した強相関化合物の超高圧下における新奇量子現象の探索
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15K05156
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
本多 史憲 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90391268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 大 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30359541)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アクチノイド化合物 / 強相関電子系 / 反強磁性 / 超伝導 / 高圧下物性 / 空間反転対称性 / カゴ状化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
f 電子を持つ希土類・アクチノイド化合物は、磁気・電荷・多極子秩序、異方的超伝導など特色ある量子物性の宝庫である。本研究課題では、結晶構造に空間反転対称性がない物質、カゴ状化合物、幾何学的フラストレーションなど特徴的な結晶構造をもつ化合物にフォーカスして結晶構造に由来した物性を調べること、およびその物性測定手段を開発することを目的としている。測定手法としては、ストレインゲージ法による熱膨張・磁歪測定システムを構築した。初年度の実績は以下の通りである。
１、結晶構造に空間反転対称性のないUIrSi3の高圧下における電気抵抗測定を行い、反強磁性転移温度が2.5K/GPaで増加することがわかった。
２、UIrSi3と同じ結晶構造を持つThRuSi3単結晶をブリッジマン法により作製した。この単結晶による研究から、この物質はTsc=0.55Kの超伝導体であることがわかった。
３、局所的に空間反転対称性のない結晶構造を持つ新物質U2Ir3Si5の単結晶育成に成功した。電気抵抗、比熱、帯磁率測定から、この物質がTN=36Kの反強磁性体でありT0=26Kで磁気構造変化に伴う1次相転移を示すがわかった。
４、カゴ状の結晶構造を持つ新物質UPd2Cd20の純良単結晶育成に成功した。電気抵抗、比熱、帯磁率測定から、この物質がTN=5Kの反強磁性体であることがわかった。またドハースファンアルフェン効果測定を行い、量子振動の観測に成功した。
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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
初年度は、測定手法開発としては本研究課題の遂行に必要な主要装置の一つである熱膨張・磁歪測定システムの構築を終えた。結晶育成と圧力による物質探索としては、いくつかの特徴的な結晶構造をもつ新しい化合物の育成に成功しており、圧力下物性測定や量子振動の観測を行うことができ、次年度以降につながる結果が得られた。従って、研究は概ね順調に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
測定手法においては、まずは到達圧力20 GPaのダイヤモンドアンビル型高圧装置の開発、および測定システムへの導入を早急に行いたい。これによって物質探索を加速することができる。また初年度には成功しなかったUIrSi3の純良単結晶育成にも注力したい。この物質の単結晶育成は困難であることが予想されるので、同じ結晶構造を持つウラン、トリウムの化合物の単結晶育成も平行して進めていき、5f、あるいは6d電子系のスピンー軌道相互作用について明らかにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
ダイヤモンドアンビル型およびブリッジマンアンビル型高圧装置の消耗品の設計／製作に少し時間がかかっており、初年度内の購入ができなかったため過不足が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
設計についてはすでに業者と打ち合わせ済みのため、次年度すみやかに高圧装置消耗品を購入し研究を遂行する。
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[Journal Article] Pressure and temperature dependence of the Ce valence and c－f hybridization gap in CeTIn5(T=Co,Rh,Ir) heavy-fermion superconductors2015
Author(s)
H. Yamaoka, Y. Yamamoto, E. F. Schwier, F. Honda, Y. Zekko, Y. Ohta, J.-F. Lin, M. Nakatake, H. Iwasawa, M. Arita, K. Shimada, N. Hiraoka, H. Ishii, K.-D. Tsuei, and J. Mizuki
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 92
Pages: 235110-(1-6)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Transport and Magnetic Properties of EuAl4 and EuGa42015
Author(s)
Ai Nakamura, Taro Uejo, Fuminori Honda, Tetsuya Takeuchi, Hisatomo Harima, Etsuji Yamamoto, Yoshinori Haga, Kazuyuki Matsubayashi, Yoshiya Uwatoko, Masato Hedo, Takao Nakama, and Yoshichika Onuki
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 84
Pages: 124711-(1-9)
DOI
Peer Reviewed
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