A construction of a universal electronic model for a ground state of the Yb-based Kondo lattice

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K05174
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 佐藤 仁 広島大学, 放射光科学研究センター, 准教授 (90243550)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 有田 将司 広島大学, 技術センター, 技術専門職員 (20379910) ; 大原 繁男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60262953)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: cf混成 / 近藤効果 / 価数揺動 / 基底状態 / イッテルビウム / 光電子分光

Outline of Annual Research Achievements

Yb系近藤格子の基底状態は，cf混成が小さい場合はRKKY相互作用により磁気秩序を示し，大きい場合は近藤効果により非磁性フェルミ液体となる．YbNi3X9(X=Al,Ga)は，同じ結晶構造，類似の伝導電子状態をもつにも関わらず，YbNi3Al9は前者，YbNi3Ga9は後者に属する．我々は硬X線光電子分光(励起エネルギー6 keV)，低エネルギー光電子分光(励起エネルギー7 eV)により，Yb 4f電子状態と伝導電子状態密度(c-DOS)を明らかにし，c-DOS中のフェルミ準位(EF)とYb 4fホール準位の位置関係から，基底状態を説明する電子状態モデルを考案した．本研究では，物質系を拡張し，考案したモデルの普遍性の検討を行った．
本年度は，YbPd2X'2(X'=Si,Ge)の単結晶育成を行い，硬X線光電子分光を実施した．YbPd2X'2はともに非磁性だが，YbPd2Si2は~1 GPaで反強磁性秩序を示す．このことは，YbPd2Si2がYbPd2Ge2よりRKKY優勢領域に近い事を示している．Yb 3d硬X線光電子分光からYb価数を見積もったところ，YbPd2Ge2では温度によらずv~2.69，YbPd2Si2では300 Kでv~2.84で，降温とともに2価に近づく傾向を示した．また，X'=Siで，Pd 3d内殻ピーク，Yb3+ 4fピークともに，高結合エネルギー側にシフトした．期間を通じて，電子状態を調べたYb2Pt6X15(X=Al,Ga)，YbNi2X'2については，YbNi3X9と同様な振る舞いが観測された．X(Al,Ga)，X'(Si,Ge)の違いによらず，考案したモデルが成立している事が分かったが，Pdを含む系はYb3+ 4fピークの傾向が他と逆になっており，このことが4d系(Pd)の特徴かどうかは今後研究をすすめていく必要がある．

Research Products

• [Journal Article] Neutron diffraction study of antiferromagnetic ErNi3Ga9 in magnetic fields (2018)
  • Author(s): H. Ninomiya, T. Sato, Y. Matsumoto, T Moyoshi, A. Nakao, K. Ohishi, Y. Kousaka, J. Akimitsu, K. Inoue, S. Ohara
  • Journal Title: Physica B Volume: 536 Pages: 392-396
  • DOI: 10.1016/j.physb.2017.09.057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Specific heat of the chiral-soliton-lattice phase in Yb(Ni0.94Cu0.06)3Al9 (2018)
  • Author(s): H. Ninomiya, T. Sato, K. Inoue, S. Ohara
  • Journal Title: Physica B Volume: 536 Pages: 654-658
  • DOI: 10.1016/j.physb.2017.08.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valence-band structure of organic radical p-CF3PNN investigated by angle-resolved photoemission spectroscopy (2018)
  • Author(s): H. Anzai, R. Takakura, Y. Ono, S. Ishihara, H. Sato, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Matsui, S. Noguchi, Y. Hosokoshi
  • Journal Title: Physica B Volume: 536 Pages: 664-666
  • DOI: 10.1016/j.physb.2017.10.033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valence transition in polycrystalline Eu(Rh1-xCox)2Si2studied by hard x-ray photoemission spectroscopy (2017)
  • Author(s): K. Ichiki, T. Matsumoto, H. Anzai, R. Takeshita, K. Abe, S. Ishihara, T. Uozumi, H. Sato, A. Rousuli, S. Ueda, Y. Taguchi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, S. Hamano, A. Mitsuda, H. Wada, K. Mimura
  • Journal Title: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena Volume: 220 Pages: 28-32
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2017.03.014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Different valence states of Tm in YbB6 and YB6 (2017)
  • Author(s): H. Sato, H. Nagata, F. Iga, Y. Osanai, K. Mimura, H. Anzai, K. Ichiki, S. Ueda, T. Takabatake, A. Kondo, K. Kindo, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena Volume: 220 Pages: 33-36
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2017.03.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The c-f hybridization effect in the subsurface region of YbInCu4 (2017)
  • Author(s): S. Ishihara, K. Ichiki, K. Abe, T. Matsumoto, K. Mimura, H. Sato, M. Arita, E. F. Schwier, H. Iwasawa, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Zhuang, K. Hiraoka, H. Anzai
  • Journal Title: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena Volume: 220 Pages: 66-68
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2016.12.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiral soliton lattice formation in monoaxial helimagnet Yb(Ni1-xCux)3Al9 (2017)
  • Author(s): T. Matsumura, Y. Kita, K. Kubo, Y. Yoshikawa, S. Michimura, T. Inami, Y. Kousaka, K. Inoue, S. Ohara
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 86 Pages: 124702/7p
  • DOI: 10.7566/JPSJ.86.124702
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic properties and magnetic phase diagrams of trigonal DyNi3Ga9 (2017)
  • Author(s): H. Ninomiya, Y. Matsumoto, S. Nakamura, Y. Kono, S. Kittaka, T. Sakakibara, K. Inoue, S. Ohara
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 86 Pages: 124704/7p
  • DOI: 10.7566/JPSJ.86.124704
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polarization-dependent Ti 2p-resonant x-ray Raman scattering from Ti2O3 (2017)
  • Author(s): Y. Tezuka, N. Nakajima, J.-i. Adachi, O. Morimoto, H. Sato, T. Uozumi
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 86 Pages: 124713/5p
  • DOI: 10.7566/JPSJ.86.124713
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hard x-ray photoemission study of Yb1-xZrxB12 : the effects of electron doping on the Kondo insulator YbB12 (2017)
  • Author(s): A. Rousuli, H. Sato, F. Iga, K. Hayashi, K. Ishii, T. Wada, T. Nagasaki, K. Mimura, H. Anzai, K. Ichiki, S. Ueda, A. Kondo, K. Kindo, T. Takabatake, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: Journal of Physics: Condensed Matter Volume: 29 Pages: 265601/7p
  • DOI: 10.1088/1361-648X/aa6f70
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single crystal growth and magnetic properties of pseudo-kagome lattice RRhPb (R=Nd, Sm and Gd) (2017)
  • Author(s): Y. Matsumoto, R. Goto, Y. Haga, Z. Fisk, S. Ohara
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: 807 Pages: 042006/5p
  • DOI: 10.1088/1742-6596/807/4/042006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valence-band structure of organic radical p-CF_3PNN investigated by angle-resolved photoemission spectroscopy (2017)
  • Author(s): H. Anzai, R. Takakura, Y. Ono, S. Ishihara, H. Sato, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Matsui, S. Noguchi, Y. Hosokoshi
  • Journal Title: Physica B Volume: 536 Pages: 664-666
  • DOI: 10.1016/j.physb.2017.10.033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Yb Valence State in Yb5Rh4Ge10 (2017)
  • Author(s): H. Sato, Y. Utsumi, K. Katoh, K. Mimura, S. Ueda, H. Yamaoka, A. Rousuli, M. Arita, K. Umeo, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: Physica Status Solidi C Volume: 14 Pages: 1600164/4p
  • DOI: 10.1002/pssc.201600164
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of the c-f hybridization effect in valence-transition system EuPtP (2017)
  • Author(s): H. Anzai, K. Ichiki, E. F. Schwier, H. Iwasawa, M. Arita, H. Sato, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, A. Mitsuda, H. Wada, K. Mimura
  • Journal Title: Physica Status Solidi C Volume: 14 Pages: 1600185/3p
  • DOI: 10.1002/pssc.201600185
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hard x-ray photoemission study of the temperature-induced valence transition system EuNi2(Si1-xGex)2 (2017)
  • Author(s): K. Ichiki, K. Mimura, H. Anzai, T. Uozumi, H. Sato, Y. Utsumi, S. Ueda, A. Mitsuda, H. Wada, Y. Taguchi
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 96 Pages: 045106/7p
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.96.045106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photoemission study of the electronic structure of Kondo lattices Yb2Pt6X15 (X=Al, Ga) (2017)
  • Author(s): A. Rousuli, S. Nakamura H. Sato, T. Ueda, Y. Matsumoto, S. Ohara, E. F. Schwier, T. Nagasaki, K. Mimura, H. Anzai, K. Ichiki, S. Ueda, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 96 Pages: 045117/7p
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.96.045117
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pressure-induced anomalous valence crossover in cubic YbCu5-based compounds (2017)
  • Author(s): H. Yamaoka, N. Tsujii, M. Suzuki, Y. Yamamoto, I. Jarrige, H. Sato, J.-F. Lin, T. Mito, J. Mizuki, H. Sakurai, O. Sakai, N. Hiraoka, H. Ishii, K. Tsuei, M. Giovannini, E. Bauer
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 5846/6p
  • DOI: 10.1038/s41598-017-06190-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] YbA2X2(A=Ni,Pd;X=Si,Ge)の硬X線光電子分光 (2018)
  • Author(s): 佐藤仁, Awabaikeli Rousuli, 大原繁男, 松本裕司, 前田和大, 長崎俊樹, 三村功次郎, 市木勝也, 上田茂典, 島田賢也, 生天目博文
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] トポロジカル近藤絶縁体YbB12のY3+置換効果 (2018)
  • Author(s): 横道啓省, 松浦航, 中山裕之, 石井克弥, 林健人, 和田徹, 植松直之, 伊賀文俊, 桑原慶太郎, 佐藤桂輔, 佐藤仁, 近藤晃弘, 金道浩一
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] W(100)のスピン偏極表面電子構造の観測 (2018)
  • Author(s): 宮本幸治, 松田旭央, 奥田太一, 佐藤仁, J. Henk
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] Eu 4d-4f共鳴光電子分光から観たEu化合物のc-f混成強度 (2018)
  • Author(s): 三村功次郎, 市木勝也, 阿部晃大, 松本孝之, 明渡悠, 川上晃希, 魚住孝幸, 田口幸広, Awabaikeli Rousuli, 阿次富洋介, 赤嶺拡, 仲村愛, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦, 藤本巧, 喜舎場英吾, 浜野卓, 光田暁弘, 和田裕文, 佐藤仁
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] 直方晶Yb2Pd3Al9の単結晶育成と電子物性 (2018)
  • Author(s): 矢田達也, 加納敏明, 二宮博樹, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] ハニカム構造を持つ希土類金属磁性体における電気磁気効果 (2018)
  • Author(s): 岸本一真, 加納敏明, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] キラル螺旋磁性体Yb(Ni1-xTx)3Al9(T=Co,Cu)の電流磁気効果 (2018)
  • Author(s): 佐藤嵩晃, 二宮博樹, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] キラル化合物DyNi3Ga9の磁場中弾性率III (2018)
  • Author(s): 鈴木孝至, 竹澤巧基, 水野拓陽, 川本陽, 熊野聡一郎, 二宮博樹, 松本裕司, 大原繁男, 石井勲
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] SPring-8 BL09XUに構築した共鳴HAXPES技術の現状 (2018)
  • Author(s): 三村功次郎, 水牧仁一朗, 河村直己, 池永英司, 保井晃, 筒井智嗣, 佐藤仁, 魚住孝幸, 光田暁弘, 大原繁男
  • Organizer: 第31回放射光学会年会
• [Presentation] 近藤格子系YbNi2X2(X=Si,Ge)2の硬X線光電子分光 (2018)
  • Author(s): 佐藤仁, Awabaikeli Rousuli, 植田拓也, 大原繁男, 松本裕司, 長﨑俊樹, 三村功次郎, 市木勝也, 上田茂典, 島田賢也, 生天目博文
  • Organizer: 第31回放射光学会年会
• [Presentation] Sm1-xYbxB6の角度分解光電子分光 (2018)
  • Author(s): 有田将司, 佐藤仁, 島田賢也, 生天目博文, 谷口雅樹, 谷田博司, 平野航, 小山内湧人, 林健人, 伊賀文俊
  • Organizer: 第31回放射光学会年会
• [Presentation] 硬X線領域における共鳴光電子分光の進展と展望 (2017)
  • Author(s): 三村功次郎, 保井晃, 池永英司, 河村直己, 水牧仁一朗, 筒井智嗣, 佐藤仁, 魚住孝幸, 光田暁弘, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 角度分解光電子分光によるη-Mo4O11の異方的バンド構造の観測 (2017)
  • Author(s): 檜垣聡太, 角田一樹, 佐藤仁, Awabaikeli Rousuli, 宮本幸治, 奥田太一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 高瀬浩一, 木村昭夫
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 角度分解光電子分光による有機ラジカル磁性体 p-CF3PNN の分子軌道の直接観測 (2017)
  • Author(s): 大下倉亮祐, 安齋太陽, 小野勇祐, 石原涼奈, 佐藤仁, 生天目博文, 谷口雅樹, 松井利之, 野口悟, 細越裕子
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] W(111)のスピン偏極二重交差バンドの観測 (2017)
  • Author(s): 松田旭央, 宮本幸治, 奥田太一, Awabaikeli Rousuli, 佐藤仁, 木村昭夫
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 硬X線光電子分光によるEu(Rh1-xIrx)2Si2の温度誘起価数転移の研究II (2017)
  • Author(s): 松本孝之, 市木勝也, 安齋太陽, 阿部晃大, 石原涼奈, 竹下遼平, 魚住孝幸, 佐藤仁, Awabaikeli Rousuli, 上田茂典, 田口幸広, 藤本巧, 喜舎場英吾, 光田暁弘, 和田裕文, 三村功次郎
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] アモルファスMgLPSO合金の電子構造 (2017)
  • Author(s): 細川伸也, Jens R. Stellhorn, 丸山健二, 小林健太郎, 佐藤仁
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 硬X線光電子分光によるアナターゼ型酸化チタンの表面バンドベンディングの研究 (2017)
  • Author(s): 野地祐磨, 大城佳祐, 中島伸夫, 圓山裕, 佐藤仁, 上田茂典
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 層状オキシカルコゲナイドLaOCuCh, BiOCuCh(Ch=Se,Te)の価電子状態の解明 (2017)
  • Author(s): 東谷篤志, 山崎篤志, 石渡星矢, 川本晃己, Awabaikeli Rousuli, 佐藤仁, S Muhammady, Y Darma, 高瀬浩一
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 直方晶R2Rh3Ga9(R:希土類元素)の磁性 (2017)
  • Author(s): 加納敏明, 兵藤一志, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 新しいYb系化合物Yb2Rh3Si5の単結晶育成と物性 (2017)
  • Author(s): 成瀬淳基, 兵藤一志, 佐藤嵩晃, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 11 GPaまでの交流法比熱測定によるキラル磁性体YbNi3Ga9の圧力誘起量子臨界現象の研究 (2017)
  • Author(s): 大瀧拓弥, 梅尾和則, 高畠敏郎, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] キラル螺旋磁性体Yb(Ni1-xTx)3Al9(T=Co,Cu)のホール効果 (2017)
  • Author(s): 佐藤嵩晃, 二宮博樹, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] 希土類キラル磁性体YbNi3Al9微細試料の輸送特性 (2017)
  • Author(s): 青木瑠也, 戸川欣彦, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] キラル化合物DyNi3Ga9の磁場中弾性率 (2017)
  • Author(s): 鈴木孝至, 竹澤巧基, 水野拓陽, 川本陽, 熊野聡一郎, 二宮博樹, 松本裕司, 大原繁男, 石井勲
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] Yb(Ni1-xCux)3Al9におけるらせん磁気構造とキラルソリトン格子の形成 (2017)
  • Author(s): 松村武, 喜多要介, 久保光野, 吉川雄吾, 道村真司, 稲見俊哉, 大原繁男
  • Organizer: 日本物理学会2017年秋季大会
• [Presentation] Cluster Multipole in Honeycomb Magnet of Rare-earth Intermetallic Compound (2017)
  • Author(s): 二宮博樹, 佐藤嵩晃, 松本裕司, 茂吉武人, 中尾朗子, 大石一城, 高阪勇輔, 大原繁男
  • Organizer: 第11回領域横断研究会
• [Presentation] Angle-resolved photoemission spectroscopy study on YbNi3X9(X=Al,Ga) (2017)
  • Author(s): H. Sato, J. Kodama, Y. Utsumi, S. Ohara, T. Yamashita, H. Nagata, M. Arita, H. Anzai, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: International Workshop on Strong Correlations and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (CORPES17)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Angle-resolved photoemission spectroscopy study on Yb2Pt6X15 (X=Al,Ga) (2017)
  • Author(s): A. Rousuli, H. Sato, S. Nakamura, T. Ueda, Y. Matsumoto, S. Ohara, E. F. Schwier, M. Zheng, K. Shimada, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: International Workshop on Strong Correlations and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (CORPES17)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Angle-resolved photoemission study of Sm1-xYbxB6 (2017)
  • Author(s): M. Arita, H. Sato, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, H. Tanida, W. Hirano, Y. Osanai, K. Hayashi, F. Iga
  • Organizer: International Workshop on Strong Correlations and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (CORPES17)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Electronic structure of Yb2Pt6X15 (X=Al,Ga) studied by photoemission spectroscopy (2017)
  • Author(s): A. Rousuli, S. Nakamura H. Sato, T. Ueda, Y. Matsumoto, S. Ohara, T. Nagasaki, K. Mimura, H. Anzai, K. Ichiki, S. Ueda, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES17)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neutron diffraction study of antiferromagnetic ErNi3Ga9 in magnetic fields (2017)
  • Author(s): H. Ninomiya, Y. Matsumoto, T. Moyoshi, A. Nakao, K. Ohishi, Y. Kousaka, J. Akimitsu, S. Ohara
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES17)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Specific heat of the chiral-soliton-lattice phase in Yb(Ni0.94Cu0.06)3Al9 (2017)
  • Author(s): H. Ninomiya, T. Sato, K. Inoue, S. Ohara
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES17)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cu 2p-1s x-ray emission spectroscopy of mineral tetrahedrite Cu12Sb4S13 (2017)
  • Author(s): H. Sato, T. Nagasaki, H. I. Tanaka, K. Suekuni, A. Rousuli, S. Nakamura, N. Kawamura, X. G. Zheng, T. Fujii, T. Takabatake, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: The 10th International Conference on Inelastic X-ray Scattering
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synthesis, structure and magnetism in honeycomb magnets of RNi3Al9, RNi3Ga9, R2Pt6Ga15 and R2Rh3Ga9 (R: rare-earth elements) (2017)
  • Author(s): S. Ohara, T. Kano, K. Hyodo, K. Kishimoto, T. Ueda, H. Ninomiya
  • Organizer: International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Magnetic phase diagram of uniaxial chiral helical magnet Yb(Ni0.94Cu0.06)3Al9 (2017)
  • Author(s): H. Ninomiya, T. Sato, S. Ohara
  • Organizer: IV International Workshop Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and Exotic Spin Structures 2017
  • Int'l Joint Research