2017 Fiscal Year Annual Research Report
New 124-type structure rare-earth compound and investigation into ultrahigh-pressure novel phase of matter
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15K13523
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
北川 健太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (90567661)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松林 和幸 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (10451890)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 重い電子系 / 高圧技術 / 核磁気共鳴 / Yb化合物 / Ir化合物 / スピン液体 / キタエフ系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、研究代表者らが発見した新構造物質、特にYbCo2Ge4重い電子化合物の量子臨界性の研究、並びに新物質系の超高圧物性探索を当初の目的としてきた。YbCo2Ge4の物性に関しては、開始後により純良化した単結晶を用いた極低温までの超高圧磁気相図の作成により1GPa付近での低い圧力での量子臨界点の存在を明らかにした。Yb重い電子系では典型的な相転移圧力が大きい上に価数揺動の影響が大きく１次相転移で量子臨界性が損なわれる傾向があるが、このような低い圧力で量子臨界性が現れるのはYb系化学量論比化合物としてはわずか数例目である。研究協力者との共同研究により常圧でのYbの価数が2.9程度と大きな有効磁子数と矛盾しない結果を得た他、磁気熱量比測定からは常圧でも温度/磁場(T/B)スケーリングが観測されるなど、量子臨界点近傍に位置する証左はここでも得られている。
もう一つの目的、超高圧技術の開発とこれを活かした新物性探索では、本課題開始時に世界的に盛んに研究され始めたキタエフ系Ir化合物をターゲットとして、超高圧磁化測定技術の開発とキタエフ量子スピン液体に注力した。まず、常圧・無磁場下でキタエフ系初のスピン液体実証として２次元蜂の巣格子H3LiIr2O6の核磁気共鳴・磁化率・比熱により50mKまで常磁性が保たれたスピン液体性と、特徴的な線形分散フェルミ励起を報告した。その後、類似の三次元ネットワークのハイパーハニカム型新物質β-Li2IrO3において超高圧下でのスピン液体発現を目指した研究を開始して磁性相とスピンパイエルス的なスピン一重項二量体形成の競合を明らかにした。この物質では液体性は発現しなかったが、代りにスピン軌道相互作用の大きい系として新奇な磁性絶縁体・非磁性絶縁体転移を見出している。新物質開発・マクロ／ミクロ超高圧測定技術のコラボレーションによる成果である。
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[Presentation] CeCu2Si2の高圧・強磁場領域のCu-NMR2017
Author(s)
藤原賢二, 高松祐弥, 本山岳, 三好清貴, 小林達生, 北川健太郎, 佐々木孝彦, 後藤貴行, 小手川恒, 藤秀樹, S. Seiro, C. Geibel, F. Steglich
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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