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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Search for novel itinerant-electron transition metal compounds with low dimensionality and frustration effects and their syntheses and anomalous physical properties

Research Project

Project/Area Number 16H04131
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

吉村 一良  京都大学, 理学研究科, 教授 (70191640)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 植田 浩明  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10373276)
道岡 千城  京都大学, 理学研究科, 助教 (70378595)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords遍歴電子物性 / 磁性 / 超伝導 / フラストレーション効果 / 電子・電気材料 / 核磁気共鳴 / 遷移金属化合物
Outline of Annual Research Achievements

フラストレート効果、層状構造・鎖状構造などの低次元性との組み合わせ、異常な遍歴電子物性を示す可能性を有する新規の低次元遍歴電子遷移金属物質群を探索・合成し、その新規電子物性についてマクロ・ミクロの両面から明らかにするため、無機固体物性化学的な基盤研究を行った。A(Co-Fe)2B2 (A=アルカリ、アルカリ土類、希土類;B=Se, P, As)系を中心とした二次元遍歴電子系では、系統的な合成および単結晶育成を行った。エキゾチック超伝導では超伝導転移温度TcとT0との直線関係について拡張し系統的に議論した。二次元遍歴電子強磁性については、スピンゆらぎの観点から解析を行い、有効磁気モーメント、自発磁気モーメント、キュリー温度、スピンゆらぎのエネルギー幅T0の間に、3次元遍歴系に成り立つユニバーサルな関係から、その係数が小さい方向にずれることを系統的に確認し、理論的な二次元的遍歴電子系の振る舞いが実験的にも成り立つことを明らかにすることができた。この関係は、LaCo2P2やLaCo2As2でも成立していることを確認し、遍歴電子の統一理論のへと向かっていることをして示している。したがって、スピンゆらぎの観点から本系の系統的な二次元遍歴電子の振る舞いの統一的な理解に近づいたが、導入したハイパワー核磁気共鳴装置の確立によって、それを用いたスピン格子緩和率(1/T1)測定と解析法の確立によってなされた結果であり、二次元遍歴電子磁性と超伝導の振る舞いを、スピンゆらぎのエネルギー幅のT0などのスピンゆらぎパラメータによって説明できることを確立したと言える。さらに、これらの系ではその磁気秩序状態で非常に大きな異方性(大きな異方性磁界の存在)が観測された。また、Se系、P系とAs系で、その異方性の方向が面内と面直と全く異なっていることが明らかになり、実用上でも重要な結果である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (31 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 12 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Technical University Wien(ウィーン工科大学)(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      Technical University Wien(ウィーン工科大学)
  • [Int'l Joint Research] 浙江大学/香港中文大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      浙江大学/香港中文大学
  • [Int'l Joint Research] Neel Institute(ネール研究所)(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Neel Institute(ネール研究所)
  • [Journal Article] Spontaneous Magnetization of the Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet on the Triangular Lattice with a Distortion2018

    • Author(s)
      Alisa Shimada, Toru Sakai, Hiroki Nakano, Kazuyoshi Yoshimura
    • Journal Title

      J. Phys.: Conf. Series

      Volume: 969 Pages: 012126/1-6

    • DOI

      doi :10.1088/1742-6596/969/1/012126

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transitions from a Kondo-like diamagnetic insulator into a modulated ferromagnetic metal in FeGa3-yGey2018

    • Author(s)
      Yao Zhang, J-S. Chen, J. Ma, J. Ni, Masaki Imai, Chishiro Michioka, Yuta Hadano, Marcos A. Avila, Toshiro Takabatake, and Kazuyoshi Yoshimura
    • Journal Title

      PNAS

      Volume: 115 Pages: 3273-3278

    • DOI

      www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1713662115

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The S=1/2 Heisenberg Antiferromagnet on a Triangular lattice with √3x√3-Type Distortion - Magnetization Process and Magnetic Susceptiblity-2018

    • Author(s)
      Alisa Shimada, Hiroki Nakano, Toru Sakai, Kazuyoshi Yoshimura
    • Journal Title

      J. Jpn. Soc. Powder Powder Metallugy

      Volume: 65 Pages: 3-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Spin-1/2 Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnet with √3x√3-Type Distortion Behavior around the Boundaries of the Intermediate Phase2018

    • Author(s)
      Alisa Shimada, Hiroki Nakano, T^oru Sakai, and Kazuyoshi Yoshimura
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 87 Pages: 034706/1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.034706

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Magnetic orderings and theiranalyses by bound magnetic polaron model of Yb3+ doped nanocrystalline zinc oxide (Zn0.98Yb0.02O)2018

    • Author(s)
      Nupur Bhakta, Tatsuki Inamori, Ryu Shirakami, Yasuaki Tanioku, Kazuyoshi Yoshimura, and Pabitra Kumar Chakrabarti
    • Journal Title

      Materials Research Bulletin

      Volume: 104 Pages: 6-14

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2018.03.020

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Anomalous double-stripe charge ordering in β-NaFe2O3 with double triangular layers consisting of almost perfect regular Fe4 tetrahedra2018

    • Author(s)
      Shintaro Kobayashi, Hiroaki Ueda, Chishiro Michioka, Kazuyoshi Yoshimura, Shin Nakamura Takuro Katsufuji, and Hiroshi Sawa
    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 2 Pages: 054402/1-6

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.054402

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Magnetocrystalline Anisotropy of Single Crystals of M-, X-, and W-Type Strontium Hexaferrites2018

    • Author(s)
      Hiroaki Ueda, Hikaru Shakudo, Hiroaki Santo, Yutaro Fujii, Chishiro Michioka, and Kazuyoshi Yoshimura
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 87 Pages: 104706

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.104706

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In-plane spin canting and 1/3-magnetization-plateaulike behavior in S = 3/2 Cr3+ kagome lattice antiferromagnets Cs2KCr3F12 and Cs2NaCr3F122018

    • Author(s)
      Masato Goto, Hiroaki Ueda, Chishiro Michioka, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Kento Sugawara,Shintaro Kobayashi, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, and Kazuyoshi Yoshimura
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 97 Pages: 224421/1-8

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.224421

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Magnetic ordering with an XY-like anisotropy in the honeycomb lattice iridates ZnIrO3 and MgIrO3 synthesized via a metathesis reaction2018

    • Author(s)
      Yuya Haraguchi, Chishiro Michioka, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Hiroaki Ueda, and Kazuyoshi Yoshimura
    • Journal Title

      Phys. Rev. Materials

      Volume: 2 Pages: 054411/1-6

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.054411

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Occupation sites and valence states of Co dopants in (La, Co)-codoped M-type Sr ferrite: 57Fe and 59Co nuclear magnetic resonance studies2018

    • Author(s)
      H. Sakai, T. Hattori, Y. Tokunaga, and S. Kambe, H. Ueda, Y. Tanioku, C. Michioka, and K. Yoshimura, K. Takao, A. Shimoda, T. Waki, Y. Tabata, and H. Nakamura
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 98 Pages: 064403/1-10

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.064403

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evidence of a structural quantum critical point in (CaxSr1-x)3Rh4Sn13 from a lattice dynamics study2018

    • Author(s)
      Y. W. Cheung, Y. J. Hu, M. Imai, Y. Tanioku, H. Kanagawa, J. Murakawa, K. Moriyama, W. Zhang, K. T. Lai, K. Yoshimura, F. M. Grosche, K. Kaneko, S. Tsutsui, and Swee K. Goh
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 98 Pages: 161103(R)/1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.161103

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Arrott plots, M4 plots and the critical temperature of the weak ferromagnet FeGa3-yGey2018

    • Author(s)
      Yao Zhang, Yoshinori Takahashi, Masaki Imai, Guohua Wang, Marcos A. Avila, Toshiro Takabatake, Chishiro Michioka, Hiroaki Ueda, Kazuyoshi Yoshimura, Jie Ma
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 8 Pages: 101429/1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5043119

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] LaCo9Si4の単結晶を用いた遍歴電子磁性研究2019

    • Author(s)
      村川譲一、金川響、道岡千城、植田浩明、Herwig Michor、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2019年春季大会
  • [Presentation] Ca2Co12P7の単結晶を用い た遍歴電子磁性研究2019

    • Author(s)
      奈良建佑、森山広大、村川 譲一、道岡千城、植田浩明、太田寛人、香取浩子、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2019年春季大会
  • [Presentation] 積層化合物TxTaS2(T:遷移金属)の合成と物性2019

    • Author(s)
      山中俊介、道岡千城、植田 浩明、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2019年春季大会
  • [Presentation] ヒドラジニウム遷移金属フッ化物における新物質群の構造と物性2019

    • Author(s)
      今西茂、植田浩明、道岡千城、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2019年春季大会
  • [Presentation] R4TGe8(R:Y, Yb, T:遷移金属)の磁性に関する系統的研究2019

    • Author(s)
      道岡千城、引地将仁、山中 俊介、植田浩明、松尾晶、金道浩一、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2019年春季大会
  • [Presentation] 擬スクッテルダイト化合物 Ca3Rh4Sn13における超伝導状態と常伝導状態におけるNMR測定2019

    • Author(s)
      金城克樹、北川俊作、石田憲二、Swee K. Goh、森山広大、道岡千城、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2019年春季大会
  • [Presentation] 籠状構造を有する3-4-13系化合物の正の磁気抵抗および磁場中の物性2019

    • Author(s)
      森山広大、村川譲一、道岡 千城、植田浩明、Swee K. Goh、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2019年春季大会
  • [Presentation] Recent Progress in Magnetism and Superconductivity2018

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yoshimura
    • Organizer
      2018 International Conference on Electronics Packaging and IMAPS All Asia Conference (ICEP-IAAC 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] S=1/2カゴメ格子反強磁性体A2BTi3F12(A, B:一価の陽イ オン)の構造と磁性の系統性2018

    • Author(s)
      白上龍、後藤真人、植田浩明,、松尾晶、金道浩一、道岡千城、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 秩序型または無秩序型の構造 を持つS=1フラストレート磁 性体A2BV3F12の物性2018

    • Author(s)
      今西茂、後藤真人、植田浩明、松尾晶、金道浩一、道岡千城、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] LaCo9Si4の遍歴電子磁性2018

    • Author(s)
      村川譲一、金川響、道岡千城、植田浩明、Herwig Michor、 吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] M型フェライトCa1-xLaxFe12-yCoyO19の磁気特性における Caサイト置換効果2018

    • Author(s)
      増田順一、植田浩明、道岡千城、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 積層化合物Yb4TGe8(T:3d遷移金属元素)における物性と格子定数の関係2018

    • Author(s)
      引地将仁, 道岡千城, 植田浩明, 松尾晶, 金道浩一、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 放射光X線を用いた異常原子価Cr 価のCrをもつCrSe2の構造物性研究II2018

    • Author(s)
      小林慎太郎、片山尚幸、道岡千城、植田浩明、吉村一良、澤博
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 籠状構造を有する3-4-13系 化合物の磁場中電気抵抗2018

    • Author(s)
      森山広大、村川譲一、道岡千城、植田浩明、吉村一良、Swee K. Goh
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] イッテルビウム積層化合物 Yb4TGe8(T:Cr,Mn,Fe,Co,Ni) の系統的な物性研究2018

    • Author(s)
      山中俊介、引地将仁、道岡千城、植田浩明、松尾晶、金道浩一、吉村一良
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会

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Published: 2019-12-27  

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