2021 Fiscal Year Research-status Report
Microscopic and systematic investigations for realization of ferromagnetic quantum critical point at zero field
| Project/Area Number |
21K03446
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
小手川 恒 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (30372684)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 英一 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (20400228)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 強磁性 / 量子臨界点 / CeRh6Ge4 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
量子臨界点は絶対零度における2次相転移点であり，非従来型超伝導の出現など興味深い現象が起こる舞台として広く研究されている。一般に圧力などのパラメータで相転移点を下降させることが出来れば，量子臨界点を誘起させることが出来る。しかし，秩序相が強磁性である多くの場合，量子臨界点に至る過程で三重臨界点を持ち，転移が1次相転移に切り替わることが知られている。従来，その切り替わりの理由は電子の状態密度の構造に依るものとされてきたが，最近，その振舞は物質に依らず普遍的であるとの理論的な指摘があり，その真偽に注目が集まっている。
本研究ではゼロ磁場で強磁性量子臨界点を示す候補物質CeRh6Ge4の73Ge-NQR（核四重極共鳴法）を行った。CeRh6Ge4は約2.5 Kにキュリー点を持つ強磁性体であり，圧力印加と共に強磁性転移が2次転移的に消失するため，CeRh6Ge4には三重臨界点を避けるための要素が備わっていると考えられ注目を浴びている。ただし，強磁性体UCoGeもバルク測定では圧力下で2次相転移的に強磁性転移が消失するが，NQRで微視的に観測すると明確な1次相転移であることが分かっており，この判別には微視的測定が不可欠である。73Ge-NQRを行った結果，内部磁場の発達から確かにCeRh6Ge4の強磁性転移は微視的に見ても2次相転移であることが分かった。さらにその特徴は0.4 GPaの圧力下でも失われていなかった。
また，フェリ磁性体Ce5Ru3Ga2の試料作製・圧力印加実験を行った。フェリ磁性体も自発磁化を持つため，強磁性体と同様にゼロ磁場で量子臨界点を示さないと指摘されている。約1.7 Kの転移点は圧力印加と共に減少し，約0.4 GPaで磁気転移が消失することが明らかになった。
加えて，弱強磁性体NbMnPの磁気構造を共同研究者らと共に決定した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在，NQR測定は0.4 GPaまでの測定を終えており，圧力下の実験も順調に進行している。最終的な目標は0.8 GPa付近での振舞を明らかにすることである。強磁性転移温度が絶対零度に近づくために，圧力下で，かつ希釈冷凍機温度での測定が必要である。
新たな強磁性の量子臨界物質の探索として，フェリ磁性体ではあるがCe5Ru3Ga2の磁気転移が圧力下で消失ることを発見し，次につながる成果を得ている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
CeRh6Ge4に関しては，ゼロ磁場の量子臨界点が0.8 GPa程度に存在すると考えられているため，今後，より高圧・低温の測定でゼロ磁場強磁性量子臨界点の有無の判別を行う予定である。
Ce5Ru3Ga2については，今後，Ga-NQR測定で微視的に調べる予定である。Ce5Ru3Ga2はキラル構造を持つため，特異な磁気構造を持っている可能性があり，その点でも興味深い。
|
| Causes of Carryover |
希釈冷凍機を用いた測定を予定していたが，整備に時間を要しており，次年度に持ち越した。神戸大学の低温センターの改修工事が行われたことも影響した。
次年度は希釈冷凍機を用いた測定を長期に行うため，次年度使用額は主に寒剤費用として使用する。
|
Research Products
(7 results)
