2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of the dHvA experiment under pressure using constant load system and Fermi surface study for strongly correlated electron system
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19K03713
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
摂待 力生 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00251041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上床 美也 東京大学, 物性研究所, 教授 (40213524)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | フェルミ面 / ドハース・ファンアルフェンん効果 / 単結晶育成 / 高圧 / 量子臨界点 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，量子相転移や金属絶縁体転移を示し，まだフェルミ面が明らかにされていないf電子系，d電子化合物のフェルミ面の研究を行い，超伝導や磁性の発現の舞台となるフェルミ面の性質の理解を深めることを目的としている。そのために，単結晶育成を行い，定荷重式圧力発生装置と各種圧力セルを組み合わせた 極低温・強磁場・高圧下のドハース・ファンアルフェン（dHvA）振動の観測システムを開発している。
(1) 重い電子系磁性体のCeRh6Ge4,の純良単結晶育成とdHvA効果の実験： CeRh6Ga4 は TC=2.5 K で強磁性転移を示す重い電子系体である。セリウム化合物の強磁性体では，強磁性のまま量子臨界点に至る物質の報告例はほとんどない。本研究では，まず常圧のdHvA効果により，強磁性状態におけるf電子の性質を明らかにするために，純良単結晶育成を行った。結晶の純良度を示す指標RRR（Residual Resistivity Ratio)=100を超える純良な試料の育成に成功した。また，ドハース・ファンアルフェン効果の実験も開始し，量子振動を観測することに成功した。
(2)CeRhIn5の磁場誘起相の研究：強磁場下B*~30Tで誘起される磁場誘起相の研究を行った。正方晶の面内で４回対称性の破れやフェルミ面の再構築を示唆する結果を得た。
(3) エキシトニック絶縁体候補物質 Ta2NiSe5のドーピング効果の研究： TaとNiサイトの元素置換に成功し、Ta2NiSe5が励起子絶縁体であることを支持する結果を得た。また、NiサイトにCu置換した物質では、母物質よりも低圧で金属的な振る舞いへと移行し，通常の励起子絶縁体転移に加えて新たな異常を観測した。この異常は理論家の提案する新奇な励起子秩序の可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
結晶育成に関しては，CeRh6Ge4の高純度な単結晶育成やTa2NiSe5の置換に成功し，量子振動や新たな異常の観測に成功し，順調に進展している。一方，定荷重圧力発生装置を用いた実験に関しては，コロナ禍による移動制限のために，共同利用実験先に出向いての開発が十分に行えなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
定荷重圧力発生装置やそれに装着する圧力セル，実験対象となる試料の準備はできているので，移動の自粛が緩和され次第，研究を推進していく。
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| Causes of Carryover |
本研究では，共同研究者の所属機関に設置されている定荷重発生装置を使用した実験を計画しているが，コロナ禍で移動の制限があったため，出張できなかったため，次年度に使用するために繰り越した。
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