2021 Fiscal Year Annual Research Report
Two-channel Kondo effect in diluted rare-earth systems
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18H01182
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
鬼丸 孝博 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (50444708)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩佐 和晃 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 教授 (00275009)
藤 秀樹 神戸大学, 理学研究科, 教授 (60295467)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電気四極子 / ２チャンネル近藤効果 / 中性子散乱 / 核磁気共鳴 / 熱膨張、磁歪 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
立方晶PrIr2Zn20は4f2配位をとり，非磁性基底二重項の電気四極子が二つの等価な伝導バンドによって過剰遮蔽される「2チャンネル近藤効果」の可能性が指摘されている。これまでに，Pr希薄系Y(Pr)Ir2Zn20の電気抵抗率，比熱，磁化率のNFL的な温度依存性が各Pr組成の特性温度でよくスケールされ，四極子感受率が低温に向かって発散的に増大することを明らかにした。今年度は，熱膨張と磁歪の測定から四極子グリューナイゼン係数の温度依存性を調べ，その温度変化が２チャンネル近藤効果と符合することを確かめた。また，同型構造のPr希薄系のLa(Pr)Ti2Al20でも，電気抵抗率と比熱の温度依存性がPr組成と磁場によってスケールできることが分かった。Pr1-2-20系の特徴的な振る舞いであると考えられる。
一方，4f3配位のNdCo2Zn20では，磁気的な２チャンネル近藤効果の可能性が指摘されている。Ndが希薄な系では，電気抵抗率，比熱，磁化率の非フェルミ液体的な温度依存性を観測した。NdCo2Zn20の磁気秩序変数を微視的に明らかにするために，研究用原子炉JRR-3に設置された中性子散乱装置T1-1を整備・稼働させ，反強磁気秩序に伴う磁気反射を観測した。また，Co-NMRスペクトルおよび緩和率を測定し，TN=1.5 Kの反強磁性体NdCo2Zn18Ga2において，高温では弱い反強磁性相関を有するコリンハ則に従う振る舞いを観測し，120 K以下では強磁性相関の発達を見出した。NdCo2Zn20では強磁性相関がさらに強いことが予想される。なお，Ndが希薄なY0.95Nd0.05Zn20でも低温で磁気相関の発達を観測した。
また，立方晶PrCdNi4が非磁性基底二重項をとることを，比熱測定により明らかにした。1 K付近の比熱のカスプ異常は，反強四極子秩序によるものと考えられる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Multipole polaron in the devil’s staircase of CeSb2022
Author(s)
Y. Arai、K. Kuroda、T. Nomoto、Z. H. Tin、S. Sakuragi、C. Bareille、S. Akebi、K. Kurokawa、Y. Kinoshita、W.-L. Zhang、S. Shin、M. Tokunaga、H. Kitazawa、Y. Haga、H.-S. Suzuki、S. Miyasaka、S. Tajima、K. Iwasa、R. Arita、T. Kondo
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Journal Title
Nature Materials
Volume: 21
Pages: 410-415
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] La3T4Sn13 (T = Co, Rh)への遷移金属元素置換によるカイラル構造の量子臨界と超伝導2022
Author(s)
岩佐和晃, 塩澤真未, 橋本大輔, 鈴木詩織, 郡司和毅, 下田愛海, 桑原慶太郎, 佐賀山基, 中尾裕則, 石角元志
Organizer
日本物理学会2022年第77回年次大会
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[Presentation] Nd1-2-20系化合物におけるY, Ga置換効果についてのCo-NMRによる研究2022
Author(s)
笹木敦志, 木村祐介, 西沢伊織, 松木麟太郎, 桑田祥希, 小手川恒, 藤秀樹, 久保徹郎, 山本理香子, 鬼丸孝博
Organizer
日本物理学会2022年第77回年次大会
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[Presentation] 有効スピン1/2のジグザグ鎖をもつ磁性半導体YbCuS2の磁気構造2021
Author(s)
鬼丸孝博, 大曲雄大, 山本理香子, 兼島輝, 松本将弥, 森吉千佳子, 水谷宗一郎, 石﨑嵩人, 大山研司, D. T. Adroja, D. Khyalyavin, P. Manuel
Organizer
日本物理学会2021年秋季大会
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[Presentation] 希土類絶縁体 YbTS2(T:Ag,Cu)の単結晶構造解析2021
Author(s)
石﨑嵩人, 菅野友哉, 高野元輝, 星翔太, 荒瀬将太朗, 野田新太, 大曲雄大, 鬼丸孝博, 飯塚亮介, 道村真司, 小坂昌史, 佐賀山基, 大山研司
Organizer
日本物理学会2021年秋季大会
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[Presentation] Quantum phase transitions in an Yb-based semiconductor YbCuS2 with an effective spin-1/2 zigzag chain2021
Author(s)
T. Onimaru, Y. Ohmagari, Y. Yamane, Y. Shimura, R. Yamamoto, So. Mizutani, K. Umeo, T. Takabatake, H. Sato, N. Kikugawa, S. Uji, H. Hirose, P. Manuel, D. Khyalyavin, D. Adroja
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Antiferromagnetic correlations in a valence fluctuating kagome lattice CeIrSn2021
Author(s)
Y. Shimura, A. Woerl, M. Sundermann, S. Tsuda, D. Adroja, A. Bhattacharyya, A. Strydom, A. Hillier, F. Pratt, A. Hloskovsky, A. Severing, T. Onimaru, P. Gegenwart, T. Takabatake
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Neutron scattering study of crystalline electric field level schemes and magnetic structures of caged compounds NdTr2Zn20 (Tr = Co, Rh, Ir)2021
Author(s)
R. Yamamoto, Y. Shimura, K. Umeo, T. Takabatake, F. Damay, J.-M. Mignot, D. Le, D. Adroja, T. Onimaru
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
Int'l Joint Research
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