2019 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical study of superconductivity accompanied with hexadecapole order on a degenerate-band model
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18K03507
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
三本 啓輔 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50515567)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 電気四極子 / 電気16極子 / 縮退軌道 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子臨界点近傍のBa(Fe1-xCox)2As2（x~0.061）の弾性定数C66は室温から超伝導転移温度23 Kに向かって60%もの巨大なソフト化を示す。降温による弾性定数の減少は，ヤーンテラーエネルギーD，ワイス温度Qを用いてC66=C660(1-D/(T-Q))と記述できる。ここでC660は四極子歪み相互作用がないときの弾性定数を示す。この解析式からワイス温度は負の温度Q=-25 K、ヤーンテラーエネルギーD~34 Kであり，超伝導転移温度が最も高くなるx=0.075の試料のヤーンテラーエネルギーD=に比べ1.5倍もの大きさに増強されることがわかった。
CeCoSiの比熱や磁化率，磁化を再現する4f電子の3つのクラマース二重項からなる結晶場状態を決めた。その波動関数を用いて様々な多極子感受率を求めた結果，電気四極子Oxyや電気16極子Hvが非常に大きいことが分かった。Hvは電気四極子Ovと同じ既約表現に属しより高次の電気多極子に対応する。また平均場模型を構築して磁場中のふるまいを調べると，電気四極子OyzやOzxの相転移が磁場により増強されることが分かった。
これは超音波実験により弾性定数C66がソフト化を示せば電気四極子Oxy， C44がソフト化を示せば電気四極子OyzとOzx，(C11-C12)/2がソフト化を示せば電気16極子Hvが系に重要な働きを示していることを裏付けることができると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
CeCoSiの磁場中の実験はいくつかあるために,理論計算もそれを元に実施することで研究を進めた。圧力中の物性を明らかにするための基礎となるCe3+の4f電子状態を明らかにすることができたと考えている。そのため，次年度は圧力中の物性を明らかにする必要がある。
鉄系超伝導体の有効模型の構築は考慮する軌道が多いため,まだ構築できていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は圧力下におけるCeCoSiの物性を解明する必要がある。磁場中におけるCeCoSiの物性を明らかにするために構築した平均場模型に圧力効果を加える。圧力を印加すると原子間距離が変化するために、Ceの4f電子とCoの3d電子の混成効果や反対称スピン軌道相互作用の大きさが影響を受けると考えられるので、その効果を調べる。
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| Causes of Carryover |
2018年に異動し，研究計画を変更した。そのため2年目に計画していたものの一部を3年目に変更し，次年度使用額が生じた。鉄系超伝導体の詳細な理論計算を実施するために研究費を使用する。
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[Journal Article] Magnetic Properties in Tetragonal Antiferromagnet CeCoSi2020
Author(s)
H. Tanida, K. Mitsumoto, Y. Muro, T. Fukuhara, Y. Kawamura, A. Kondo, K. Kindo, Y. Matsumoto, T. Namiki, T. Kuwai, and T. Matsumura
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Journal Title
JPS Conference Proceedings
Volume: 30
Pages: 011156/1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Successive Phase Transition at Ambient Pressure in CeCoSi: Single Crystal Studies2019
Author(s)
H. Tanida, K. Mitsumoto, Y. Muro, T. Fukuhara, Y. Kawamura, A. Kondo, K. Kindo, Y. Matsumoto, T. Namiki, T. Kuwai, and T. Matsumura
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Journal Title
Journal of Physical Society of Japan
Volume: 88
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Magnetic Properties in Tetragonal Antiferromagnet CeCoSi2019
Author(s)
H. Tanida, K. Mitsumoto, Y. Muro, T. Fukuhara, Y. Kawamura, A. Kondo, K. Kindo, Y. Matsumoto, T. Namiki, T. Kuwai, and T. Matsumura
Organizer
the International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2019)
Int'l Joint Research
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