希土類化合物における多極子秩序/揺らぎのNMRによる研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20740198
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 谷田 博司 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (00452615)
• Keywords: 強相関電子系

Research Abstract

本年度は、(TmYb)B_6の^<11>B核NMRによる核スピン緩和率測定を行い、T=1.5Kでの相転移近傍における多極子揺らぎの存在を実験的に検証する計画であったが、予定を変更し、新奇近藤半導体CeT_2Al_<10>系(T=Fe,Ru,Os)における奇妙な相転移の起源解明を目的とし研究を行った。CeT_2Al_<10>系の低温物性は遷移金属の違いによって異なり、T=Ruでの局在系からT=Feでの遍歴系へと系統的に変化する。Ceの4f電子はT=Ru,Osではほぼ+3価であるが、T=Feでは価数揺動状態にあると考えられる。一方、圧力印加によっていずれの物質でも擬ギャップは潰れ、近藤半導体的振舞から重い電子的状態へと変貌する。さらに興味深い点はT=Ru,OsではそれぞれT_0=27,29Kで相転移を示す点であり、近藤半導体では他に例がない。Ce-Ce間距離が5.2Åと離れていること,GdRu_2Al_<10>ではT_N=16.5Kであることを考慮すると、転移温度T_0は所謂Ce化合物での反強磁性転移温度としては極めて高いと考えられる。2009年の物性報告後、高知大の西岡らにより上記の特徴が指摘されて以来、CeT_2Al_<10>系は一躍注目を集めるに至る。研究の当初において相転移の起源として、AFM秩序,CDW/SDW形成,構造相転移が提案されていたが、確定的結論は得られていなかった。
そこで本年度は、相転移の起源を解明すべく、CeRu_2Al_<10>およびCeをLaで置換した系の単結晶試料を作製し,磁化,比熱,電気抵抗率,熱伝導度,熱起電力などの巨視的物性測定を行った。その結果、T_0での相転移はCe間相互作用に由来すること,T_0以下では単位胞体積が小さくなることなどから、相転移の起源としてCeイオン対によるSpin-Peierls転移様の非磁性一重項基底形成を伴う長距離秩序の可能性を新たに提案した。また、CeT_2Al_<10>系の結晶構造は斜方晶系に属するが、その構造はac面がb軸方向に積層した2次元系とみなせるということを報告した。また、単結晶CeRu_2Al_<10>を用いた^<27>Al核NMRによるスペクトル測定を行うほか、共同研究により、中性子散乱実験,およびパルス強磁場下での磁化,磁気抵抗測定も行った。

Research Products

• [Journal Article] Magnetization and Magnetoresistance of CeRu_2Al_<10> under High Magnetic Fields along c-Axis (2011)
  • Author(s): Akihiro Kondo, Junfeng Wang, Koichi Kindo, Tomoaki Takesaka, Yuta Ogane, Yukihiro Kawamura, Takashi Nishioka, Daiki Tanaka, Hiroshi Tanida, Masafumi Sera
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 80 Pages: 013701-1-013701-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ^<27>Al NMR Study on CeRu_2Al_<10> Single Crystal : I.Determination of the NQR Parameters for Five Non-Equivalent Al Sites in the Paramagnetic Region (2011)
  • Author(s): Hiroshi Tanida, Daiki Tanaka, Masafumi Sera, Takashi Nishioka, Harukazu Kato, Masahiro Matsumura, Hisatomo Harima, Hiroshi Yasuoka
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 80 Pages: 013708-1-013708-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possible Long-Range Order with Singlet Ground State in CeRu_2Al_<10> (2010)
  • Author(s): Hiroshi Tanida, Daiki Tanaka, Masafumi Sera, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, Tomoaki Takesaka, Takashi Nishioka, Harukazu Kato, Masahiro Matsumura
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 79 Pages: 043708-1-043708-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anisotropic Transport Properties of CeRu_2Al_<10> (2010)
  • Author(s): Hiroshi Tanida, Daiki Tanaka, Masafumi Sera, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, Tomoaki Takesaka, Takashi Nishioka, Harukazu Kato, Masahiro Matsumura
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 79 Pages: 063709-1-063709-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stable Existence of Phase IV inside Phase II under Pressure in Ce_<0.8>La_<0.2>B_6 (2010)
  • Author(s): Keisuke Kunimori, Hiroshi Tanida, Takeshi Matsumura, Masafumi Sera, Fumitoshi Iga
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 79 Pages: 073703-1-073703-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-Field Magnetization of CeRu_2Al_<10> (2010)
  • Author(s): Akihiro Kondo, Junfeng Wang, Koichi Kindo, Tomoaki Takesaka, Yukihiro Kawamura, Takashi Nishioka, Daiki Tanaka, Hiroshi Tanida, Masafumi Sera
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 79 Pages: 073709-1-073709-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Existence of Fine Structure inside Spin Gap in CeRu_2Al_<10> (2010)
  • Author(s): Hiroshi Tanida, Daiki Tanaka, Masafumi Sera, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, Tomoaki Takesaka, Takashi Nishioka, Harukazu Kato, Masahiro Matsumura
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 79 Pages: 083701-1-083701-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Long-range order and low-energy magnetic excitations in CeRu_2Al_<10> studied via neutron scattering (2010)
  • Author(s): Julien Robert, Jean-Michel Mignot, Gilles Andre, Takashi Nishioka, Riki Kobayashi, Masahiro Matsumura, Hiroshi Tanida, Daiki Tanaka, Masafumi Sera
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 82 Pages: 100404-1-100404-4
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CeB_6およびCe_<0.75>La_<0.25>B_6の超高圧下電気抵抗 (2011)
  • Author(s): 國森敬介, 谷田博司, 松村武, 世良正文, 伊賀文俊, 松林和幸, 上床美也
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] Ce_<0.7>Nd_<0.03>La_<0.27>B_6における圧力誘起IV相 (2011)
  • Author(s): 副島慧, 國森敬介, 谷田博司, 松村武, 世良正文, 伊賀文俊
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の格子定数と結晶構造(II) (2011)
  • Author(s): 世良正文, 田中大貴, 谷田博司, 森吉千佳子, 小川真由子, 黒岩芳弘, 西岡孝, 小林理気, 松村政博, 高田昌樹, 金延恩, 辻成希
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の熱輸送特性(V) (2011)
  • Author(s): 田中大貴, 福山惠, 野中優美, 谷田博司, 世良正文, 西岡孝, 松村政博
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の熱輸送特性(VI) (2011)
  • Author(s): 谷田博司, 田中大貴, 世良正文, 西岡孝, 松村政博
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] CeT_2Al_<10>(T=Ru,Os)の強磁場物性II (2011)
  • Author(s): 近藤晃弘, 王俊峰, 金道浩一, 大金優太, 川村幸裕, 西岡孝, 田中大貴, 谷田博司, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の希釈効果 (2011)
  • Author(s): 大金優太, 小林理気, 西岡孝, 加藤治一, 松村政博, 谷田博司, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>のRuサイト置換効果 (2011)
  • Author(s): 小林理気, 平井大士, 川村幸裕, 西岡孝, 加藤治一, 松村政博, 松林和幸, 上床美也, 谷田博司, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の^<27>Al核スピン-格子緩和時間 (2011)
  • Author(s): 松村政博, 清水崇至, 加藤治一, 西岡孝, 谷田博司, 田中大貴, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] LaRu2Al10とCeRu2Al10のラマン散乱による物性 (2011)
  • Author(s): 長野克昭, 長谷川巧, 荻田典男, 宇田川眞行, 谷田博司, 田中大貴, 世良正文, 西岡考, 松村政博
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 極低温磁場中共鳴X線回折によるf電子多極子秩序の研究 (2011)
  • Author(s): 松村武, 大坪亨, 道村真司, 稲見俊哉, 谷田博司, 世良正文, 伊賀文俊
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の熱輸送特性(III) (2010)
  • Author(s): 田中大貴, 谷田博司, 世良正文, 西岡孝, 松村政博
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の熱輸送特性(IV) (2010)
  • Author(s): 谷田博司, 田中大貴, 世良正文, 西岡孝, 松村政博
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] CeT_2Al_<10>(T=Fe,Ru,Os)の格子定数と結晶構造 (2010)
  • Author(s): 世良正文, 田中大貴, 谷田博司, 森吉千佳子, 小川真由子, 黒岩芳弘, 西岡孝, 小林理気, 松村政博, 高田昌樹, 金延恩, 辻成希
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] CeT_2Al_<10>(T=Ru,Os)の強磁場物性 (2010)
  • Author(s): 近藤晃弘, 王俊峰, 金道浩一, 大金優太, 川村幸裕, 西岡孝, 田中大貴, 谷田博司, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] Ce(Ru_<1-x>Fe_x)_2Al_<10>の磁性II (2010)
  • Author(s): 平井大士, 小林理気, 川村幸裕, 西岡孝, 加藤治一, 松村政博, 谷田博司, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] CeRu_2Al_<10>の置換効果 (2010)
  • Author(s): 小林理気, 西岡孝, 加藤治一, 松村政博, 谷田博司, 世良正文, 松林和幸, 上床美也
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] CeOs_2Al_<10>の熱輸送特性 (2010)
  • Author(s): 大金優太, 川村幸裕, 小林理気, 西岡孝, 加藤治一, 松村政博, 谷田博司, 世良正文
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] Ce_xLa_<1-x>B_6におけるIII'相の存在領域 (2010)
  • Author(s): 世良正文, 国森敬介, 谷田博司, 松村武, 伊賀文俊
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Ce_<0.75>La_<0.25>B_6の圧力効果 (2010)
  • Author(s): 國森敬介, 谷田博司, 松村武, 世良正文, 伊賀文俊
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] 非クラマース二重項基底を持つPrMg_3の低温超音波分散 (2010)
  • Author(s): 荒木幸治, 三本啓輔, 赤津光洋, 根本祐一, 後藤輝孝, 鈴木博之, 谷田博司, 高木滋, Shadi Yasin, Sergei Zherlitsyn, Joachim Wosnitza
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府堺市
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Long range order in CeRu2Al10 (2010)
  • Author(s): H.Tanida
  • Organizer: 重い電子国際会議(ICHE2010)
  • Place of Presentation: 東京都八王子市(招待講演)
  • Year and Date: 2010-09-20
• [Presentation] (CeLa)Ru2Al10の基礎物性 (2010)
  • Author(s): 谷田博司
  • Organizer: 新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」ワークショップ～希薄f電子格子系の新しい秩序～
  • Place of Presentation: 高知県高知市(招待講演)
  • Year and Date: 2010-08-01