2022 Fiscal Year Research-status Report
Yb141系が持つ価数とスピンの量子臨界現象の研究
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21K13870
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
谷口 貴紀 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70849950)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 量子臨界現象 / 放射光 / 核磁気共鳴 / ミュオンスピン緩和 / Yb化合物 / 重い電子系 / 中性子散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、量子臨界性を示す候補物質であるYb141系に注目し、量子ビームおよび核磁気共鳴法(NMR)を用いた多角的な研究を行うものである。以下ではそれぞれの結果について詳細を述べる。
まずはYbCu4Auの結果を述べる。磁場中角度回転NMRを東北大学金属材料研究所で行い、我々の得た結晶はシングルドメインの純良な単結晶であることが分かった。その試料を用いて放射光実験を兵庫県のSPring-8で行った。磁場中の測定を行い、Ybの価数の変化を調べた。その結果、期待通りの信号を得ることができた。さらに、NMR実験を行い、放射光実験を支持する結果を得た。
次に、YbCu4Niの結果について述べる。極低温の横磁場muSR測定を行い、muon Knight shiftとスペクトルの線幅の関係を調べた。その結果、Kondo disorderでは説明ができない温度依存性を示した。さらに、muon spin緩和率の温度依存性および磁場依存性を調べたところ、単純な反強磁性スピン揺らぎの枠組みでは説明ができないことが分かった。先行研究で、類似物質のmuon spin緩和率について議論がなされており、強磁性スピン揺らぎが量子臨界性に寄与していることが現象論的に理解されている。YbCu4Niも同様の振る舞いから強磁性スピン揺らぎの存在が示唆されている。今後の予定は、元素置換により、磁気転移を確認し、量子臨界性の起源を決定する。
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| 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、YbCu4AuとYbCu4Niに対して量子臨界点直上における量子ビームの実験を行うことができた。特に、一つのプローブだけではなく、複数のプローブで同様の現象を確認し、信頼性を得たことが非常に大きい。一方で、新たな量子臨界物質の合成にも成功したことから、当初の予定されていたことができなかった部分もある。しかし、新たな量子臨界物質から、目的の量子臨界性の起源に迫る結果も得ており、順調に進展していると決定づけた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題において、YbCu4NiとYbCu4Auの量子ビームとNMRによる量子臨界性を調べる実験を行うことができた。平行して、新規の量子臨界性を示す物質開発も行い、新たな物質を発見することができた。特に、価数に注目したときに類似する振る舞いをしており、かつより高温の物性特性を示すことが重要である。この結果から、YbCu4NiとYbCu4Auの量子臨界性の起源を決定する予定である。
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| Causes of Carryover |
2022年度の中頃に、量子臨界性を有する新物質開発に成功した。これは、本研究が進めてきたYbCu4NiとYbCu4Auよりも特性温度が高く、実験がより容易であるために、詳しく調べることのできる利点がある。そのため、この新物質は本研究課題の内に入る。現在はその結果をまとめる段階にあり、その費用として、次年度に使用額を残した経緯である。
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[Presentation] Muon spin relaxation study in heavy fermion compound YbCu4Ni2022
Author(s)
Kotaro Osato, Takanori Taniguchi, Hirotaka Okabe, Yoichi Ikeda, Yusuke Nambu, Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko, Dita Puspita Sari, Isao Watanabe, Akihiro Koda, Masaki Fujita
Organizer
6th International Conference on Functional Materials Science 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] Single crystal growth and magnetism of YbCu4Au2022
Author(s)
Takanori Taniguchi, Kotaro Osato, Yusuke Nambu, Yoichi Ikeda, Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko, Shunichiro Kittaka, Toshiro Sakakibara, Dita Puspita Sari, Isao Watanabe, Akihiro Koda, and Masaki Fujita
Organizer
The 29th International Conference on Low Temperature Physics
Int'l Joint Research
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[Presentation] 中性子回折とミュオンスピン回転法による重い電子系YbCu4Niの極低温磁性2022
Author(s)
大里 耕太郎, 谷口 貴紀, 岡部 博孝, 池田 陽一, 南部 雄亮, 郷地 順, 上床 美也, Dita Puspita Sari, 渡邊 功雄, 幸田 章宏, 藤田 全基
Organizer
日本物理学会
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