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2015 Fiscal Year Research-status Report

極低温、超高圧下のSQUID精密磁化測定装置の開発とこれを用いた新奇量子相の研究

Research Project

Project/Area Number 15K13515
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

松本 洋介  東京大学, 物性研究所, 助教 (90422443)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords磁化測定 / 強相関電子系
Outline of Annual Research Achievements

常圧下における極低温高感度SQUID磁化測定に関して、測定系の更なる整備を行い、これを用いて非磁性籠状物質PrV2Al20やカイラルスピン液体物質Pr2Ir2O7の磁化測定を行った。特にPrV2Al20においては、磁化の温度依存性の測定から、2段多極子転移に対応する異常を確認することができた。また、Pr2Ir2O7は、わずかな組成のずれによって、低温で磁気秩序が生じることが分かっている。あらかじめ、比熱測定から0.4 K付近で転移が生じることが確認されている試料に対し磁化測定を行い、比熱測定に対応する磁化の異常を確認した。これらについては今後、より詳細を調べることが重要であると考えられる。一方で、上記のDC測定に加えて行う予定であったAC帯磁率測定においては、当初幾つかの不具合が有ったが、10 Hz以上の周波数における測定は行うことができるようになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

常圧下におけるSQUID磁化測定について整備を行い、DCの磁化測定に加えて、低周波におけるAC帯磁率測定も10 Hz程度までは行うことができるようになった。一方、常圧下の測定では希釈冷凍機を50 mK以下に保ったまま、試料のみを最低温度20 mKから数Kまで上昇させることが可能である。これは当初問題が無く行えていたが、ある時点で試料台へ比較的大きな熱流入によって試料台の最低温度が50 mKに留まる問題が生じており、現在対応中である。幾つかの問題は残っているものの、現状での装置を用いて非磁性籠状物質PrV2Al20やカイラルスピン液体物質Pr2Ir2O7の磁化測定を行い、微小単結晶試料のAC, DC磁化測定が可能であることを確認できた。

Strategy for Future Research Activity

常圧下における測定に関して生じた幾つかの問題に関しては概ね解決したので、まずはピストンシリンダーセルを用いた圧力下測定に移りたい。まずは試料として、転移温度の圧力依存性がよく分かっている超伝導体を用いた測定を行うことで、基本的な性能のチェックを行う。その後、まずは圧力下で量子臨界相の存在が指摘されているβ-YbAlB4の圧力下磁化測定を行いたい。

  • Research Products

    (26 results)

All 2016 2015

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 10 results)

  • [Journal Article] Low-temperature thermal expansion measurements in PrV2Al202016

    • Author(s)
      A. Magata, Y. Matsumoto, M. Tsujimoto, T. Tomita, R. Kuchler, A. Sakai and S. Nakatsuji,
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 683 Pages: 012014-1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012014

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Heavy Fermion Superconductivity in Non-magnetic Cage Compound PrV2Al202016

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, Masaki Tsujimoto, Takahiro Tomita, Akito Sakai and Satoru Nakatsuji
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 683 Pages: 012013-1-8

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012013

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High Magnetic Transition Temperature and Semiconductor like Transport Properties of Mn-doped α-YbAlB42016

    • Author(s)
      S. Suzuki, T. Tomita, Y. Shimura, K. Kuga, Y. Matsumoto and S. Nakatsuji
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 683 Pages: 012009-1-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012009

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Strong orbital fluctuations in multipolar ordered states of PrV2Al202016

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, Masaki Tsujimoto, Takahiro Tomita, Akito Sakai, Satoru Nakatsuji
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      Volume: 400 Pages: 66-69

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2015.07.113

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Unstable spin-ice order in the stuffed metallic pyrochlore Pr2+xIr2-xO7-δ2015

    • Author(s)
      D. E. MacLaughlin, O. O. Bernal, Lei Shu, Jun Ishikawa, Yosuke Matsumoto, J.-J. Wen, M. Mourigal, C. Stock, G. Ehlers, C. L. Broholm, Yo Machida, Kenta Kimura, Satoru Nakatsuji, Yasuyuki Shimura, and Toshiro Sakakibara
    • Journal Title

      PHYSICAL REVIEW B

      Volume: 92 Pages: 054432-1-12

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.92.054432

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] X-ray Absorption Spectroscopy in the Heavy Fermion Compound α-YbAlB4 at High Magnetic Fields2015

    • Author(s)
      Taku T. Terashima, Yasuhiro H. Matsuda, Kentaro Kuga, Shintaro Suzuki, Yosuke Matsumoto, Satoru Nakatsuji, Akihiro Kondo, Koichi Kindo, Naomi Kawamura, Masaichiro Mizumaki, and Toshiya Inami,
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 84 Pages: 114715-1-4

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.84.114715

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Heavy fermion superconductivity under strong orbital fluctuations in PrV2Al202016

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(泉キャンパス), 宮城県仙台市
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
    • Invited
  • [Presentation] PrV2Al20の磁気熱量測定による軌道ゆらぎ量子臨界性2016

    • Author(s)
      辻本真規, 酒井明人, Philipp Gegenwart, 眞方篤史, 松本洋介, 中辻知
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(泉キャンパス), 宮城県仙台市
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] 低温熱膨張・磁歪測定によるPrTi2Al20の混成効果の検証2016

    • Author(s)
      眞方篤史, 松本洋介, 辻本真規, 酒井明人A, 冨田崇弘, 中辻知
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(泉キャンパス), 宮城県仙台市
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] Heavy fermion superconductivity under strong orbital fluctuations in PrV2Al202016

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, M. Tsujimoto, T. Tomita, A. Sakai and S. Nakatsuji
    • Organizer
      APS March Meeting 2016
    • Place of Presentation
      Baltimore, Maryland, USA
    • Year and Date
      2016-03-15 – 2016-03-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Heavy fermion superconductivity and multipolar ordered states in PrT2Al20 (T = Ti, V)2016

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto
    • Organizer
      Anomalous Transport in Multipolar and Topological Materials
    • Place of Presentation
      Baltimore, USA
    • Year and Date
      2016-03-12 – 2016-03-12
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Novel quantum criticality under strong valence fluctuations in YbAlB42015

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, Takahiro Tomita, Kentaro Kuga, Eoin C. T. O’Farrell, Yasuyuki Shimura and Satoru Nakatsuji
    • Organizer
      Toyota RIKEN International Workshop 2015, Strongly Correlated Electron Systems: Open Space between Heavy fermions and Quasi-crystals
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2015-11-18 – 2015-11-18
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Heavy fermion superconductivity in a multipolar ordered state of PrV2Al202015

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, M. Tsujimoto, T. Tomita, A. Sakai and S. Nakatsuji
    • Organizer
      TMU International Symposium 2015 "New Quantum Phases Emerging from Novel Crystal Structure"
    • Place of Presentation
      Hachioji, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-25
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 籠状物質PrV2Al20における多極子2段転移と重い電子超伝導2015

    • Author(s)
      松本洋介
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス), 大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
    • Invited
  • [Presentation] Ba3CuSb2O9の熱輸送特性2015

    • Author(s)
      杉井かおり, 下澤雅明, 渡邊大樹, 鈴木喜貴, 木俣基, Mario Halim, 松本洋介, 中辻知, 鳥塚潔, 上床美也, 山下穣
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス), 大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [Presentation] α-YbAl1-xMnxB4の電子構造2015

    • Author(s)
      田久保耕, 津山智之, 平田靖透, Bareille Cedric, 辛埴, 山本真吾, 松田巌, 伊奈稔哲, 新田清文, 水牧仁一朗, 鈴木慎太郎, 松本洋介, 中辻知, 和達大樹
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス), 大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [Presentation] 極低温熱膨張、磁歪測定による価数揺動系α-YbAlB4の磁場誘起量子臨界現象の研究2015

    • Author(s)
      松本洋介, 眞方篤史, 志村恭通, 冨田崇弘, Robert Kuchler, Manuel Brando, 中辻知
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス), 大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [Presentation] パイロクロア型イリジウム酸化物における低温下の熱膨張と熱電能測定2015

    • Author(s)
      冨田崇弘, 鈴木慎太郎, Robert Kuchler, Kamran Behnia, Zhaoming Tian, 松本洋介, 中辻知
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス), 大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [Presentation] 非磁性カゴ状物質PrTr2Al20(Tr = 遷移金属)における低温での熱膨張及び磁歪測定2015

    • Author(s)
      眞方篤史, 松本洋介, 辻本真規, 冨田崇弘, 中辻知
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス), 大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [Presentation] PrTi2Al20における四極子秩序相とダイナミクスのNMRによる研究2015

    • Author(s)
      谷口貴紀, 吉田誠, 武田晃, 瀧川仁, 辻本真規, 松本洋介, 中辻知
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス), 大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [Presentation] Heavy fermion superconductivity and strong orbital fluctuations in PrV2Al202015

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, M. Tsujimoto, T. Tomita, A. Sakai and S. Nakatsuji
    • Organizer
      School and Workshop on Strongly Correlated Electronic Systems - Novel Materials and Novel Theories
    • Place of Presentation
      ICTP, Trieste, Italy
    • Year and Date
      2015-08-20 – 2015-08-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Heavy fermion superconductivity and double multipolar transition in PrV2Al202015

    • Author(s)
      Y. Matsumoto, M. Tsujimoto, A. Sakai, T. Tomita, S. Nakatsuji
    • Organizer
      20th international conference on magnetism (ICM2015)
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-07-07 – 2015-07-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非磁性籠状物質PrV2Al20 における重い電子超伝導 -電子軌道の量子揺らぎによる新しい超伝導-2015

    • Author(s)
      松本洋介
    • Organizer
      基研研究会「多自由度と相関効果が生み出す超伝導の新潮流 ~BCSからBECまで~」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所, 京都府京都市
    • Year and Date
      2015-06-10 – 2015-06-10
    • Invited
  • [Presentation] Novel Quantum Criticality in Valence Fluctuating YbAlB4 Systems and Its Topological Aspects2015

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, Takahiro Tomita, Kentaro Kuga, Eoin C. T. O’Farrell, Yasuyuki Shimura and Satoru Nakatsuji
    • Organizer
      Strongly Correlated Topological Insulators: SmB6 and Beyond
    • Place of Presentation
      Michigan, USA
    • Year and Date
      2015-06-05 – 2015-06-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Unconventional quantum criticality in valence fluctuating YbAlB42015

    • Author(s)
      Yosuke Matsumoto, Takahiro Tomita, Kentaro Kuga, Eoin C. T. O’Farrell, Yasuyuki Shimura and Satoru Nakatsuji
    • Organizer
      KPS Spring Meeting 2015, Pioneering session: Quantum criticality and Emergent phenomena
    • Place of Presentation
      Daejeon, Korea
    • Year and Date
      2015-04-23 – 2015-04-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 強相関電子系におけるトポロジー - YbAlB4における例 -2015

    • Author(s)
      松本洋介
    • Organizer
      走査プローブ顕微鏡を用いた先端計測でアプローチする物性研究 第一回研究会
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所, 千葉県柏市
    • Year and Date
      2015-04-13 – 2015-04-13
    • Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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