2020 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
19K03715
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
井村 敬一郎 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (10444374)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 価数揺動 / 量子臨界現象 / 準結晶 / 近似結晶 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「Tsai型クラスター」と呼ばれる、100個程度の原子集団を構成要素に持つ「準結晶・近似結晶」に対し、連続的なサイズチューニングを行うことで、ミクロな電子状態と、マクロに発現する物性との関連を明らかにすることを目的としている。特に、Ybイオンを含む価数揺動準結晶と近似結晶に着目し、価数と磁性を制御することを試みる。合わせて、強相関電子系・準結晶分野における未解決問題である「Au-Al-Yb系における非従来型量子臨界現象」の起源の解明に取り組む。
令和2年度の研究実績の概要は以下の通りである。
1)Au-Al-Ybを中心に部分元素置換を施した準結晶、近似結晶を作成し、それらの6次元（及び3次元）格子定数とYbイオンの価数、磁性の関係を明らかにした。その結果、①価数と磁性が同時に特異性を示す「臨界格子定数」が存在し、Au-Al-Yb準結晶、および圧力下のAu-Al-Yb近似結晶が、臨界格子定数に位置することを明らかにした。②上記の特異性は、準結晶・近似結晶に共通して見られることから、Tsai型クラスター固有の性質である事を明らかにした。③上記の価数-格子定数の関係は、臨界価数揺動モデルを用いた理論計算とも半定量的に一致することから、Au-Al-Yb系における非従来型量子臨界現象の起源が価数揺動に由来することの直接的な証拠を得た。これらの結果は論文に掲載され、解説記事をウェブメディアへ寄稿した。
2)An-Au-Yb 1/1近似結晶において、Yb価数と格子定数の圧力依存性を調べたところ、特徴的な格子定数において、価数の異常を見出した。この異常は、Au-Al-Yb系に比べて緩やかなであり、クロスオーバーであることが示唆される。昨年度実施した2/1近似結晶の結果と合わせると、上記の価数クロスオーバーは近似度には依存しないことが分かった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度はコロナ禍の影響のため、予定していた学内実験、および一部の出張実験が中止・延期となってしまった。その為、当初の計画通りの実験を完全に遂行することはできなかった。しかし、昨年度中に予想以上の進展を果たしたことと、本研究課題の中心的成果をまとめた論文が出版できたことを鑑みると、研究計画全体としては概ね順調であるといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
【研究実績の概要】にも記載したとおり、Au-Al-Yb系において観測された「非従来型量子臨界現象」の起源は、臨界価数揺動モデルにより、ほぼ解明されたと考えている。しかしながら、こうしたモデルが、どこまでの範囲（Au-Al-Yb系固有の現象か？それとも価数揺動準結晶・近似結晶に共通して見られる現象か？）に適用できるかは自明ではない。これらの問題を解決する為には、準結晶・1/1近似結晶・2/1近似結晶の各相の存在が明らかになっているZn-Au-Yb系に着目し、Au-Al-Yb系との比較研究を行うことが重要であると考えられる。放射光施設を利用し、Zn-Au-Yb系の高圧下における価数測定と、格子定数測定を行う予定である。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により、学内実験が予定通り行えなかったことにより、物品・消耗品の使用量が、当初予定していたものより少なく済んだ為。また、いくつかの出張（実験・成果発表）が軒並みキャンセル・延期・オンライン化されたことにより、当初予定していた旅費を消化しきれなかった為。次年度も同様の状況が続くと予想されることから、当初配分された旅費の一部を物品費に回すことを検討している。
|
