2020 Fiscal Year Annual Research Report
無機化合物における量子臨界点近傍の物性および新奇遍歴電子状態の探索
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20J20353
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森山 広大 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 磁気抵抗効果 / 構造相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、基本的物性の測定やX線回折測定などからA3Co4Sn13の構造相転移と超伝導との関連を明らかにし、量子臨界点近傍での特殊な挙動を見出すこと、およびそれらと異常な磁気抵抗効果との関連やそれに付随する特異な現象の解明を目指していた。本年度は主として、目的を達成するための測定に必要な試料の合成に注力し、(La1-xYx)3Co4Sn13, (Ca1-xSrx)3Co4Sn13, (La1-xCax)3Co4Sn13の純良な単結晶試料を得ることに成功した。また、(La1-xYx)3Co4Sn13について磁化・比熱測定を行い、構造相転移を示す温度の組成依存性が小さいこと、デバイ近似から逸脱した特殊なフォノンのエネルギーがxの増大に伴って低下していることを明らかにした。
また、La3Co4Sn13とCa3Co4Sn13についてホール抵抗測定や磁気抵抗測定を行い、異常磁気抵抗を示す温度範囲でキャリアの移動度が増大していることを明らかにし、本研究の仮説を裏付けるような結果を得た。
さらに、香港城市大のYU Wing Chi氏の協力のもと、La3Co4Sn13とCa3Co4Sn13についてバンド計算を行い、 異常磁気抵抗の原因として期待されるフェルミ準位近傍のディラック点の存在を確認した。こちらも本研究の仮説を裏付けるという点で重要な結果であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は新型コロナウイルス感染症の蔓延に伴う研究活動の制限の影響を受け、大学での実験を行うことができない期間が長かった。また、磁場中電気抵抗測定装置の不具合により、0.5Kまでの磁気抵抗測定を行うことができなかった。こちらについては現在復旧に向けた作業に取り組んでおり、間もなく測定を再開できる見通しである。一方で、当初予定していなかったバンド計算から研究の仮説を裏付ける結果が得られたことは重要な進捗であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実験から本研究の仮説を裏付ける結果が得られてきているため、おおむね当初の予定通り研究を進めていく。ただし、(La1-xYx)3Co4Sn13については構造相転移の量子臨界点への到達が困難と分かったため、(Ca1-xSrx)3Co4Sn13系での量子臨界点到達を目指していく。これらの系における構造相転移と超伝導との関わりを磁化・比熱・電気抵抗などの測定から調べ、必要に応じて放射光施設を利用したX線回折・散乱測定も検討していく。また、固溶系試料について、抵抗測定装置の復旧次第、磁気抵抗測定や量子振動の観測を進めていく。
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