2015 Fiscal Year Annual Research Report
量子ビームの相補利用による非調和振動がもたらす新奇物性の解明
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24540336
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
金子 耕士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (30370381)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / ラットリング / 粒子線 / ナノ材料 / 物性実験 / 国際研究者交流（フランス） / 国際研究者交流（アメリカ） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，総括に必要となる補足実験を主に実施した。
非調和フォノン起源の量子臨界現象を示す(Ca,Sr)3(Rh,Ir)4Sn13について、今年度はRh系を対象とし、置換による構造相転移の変化を微視的に調べた。結果、Ca置換で臨界点に向けて構造相転移が抑制されることに伴い、秩序波数が変化することに加え、秩序変数の発達に対応する臨界指数が顕著に変化することも発見した。昨年度までの結果と合わせ、A3T4Sn13における非調和振動起源の量子臨界性について、微視的視点から転移・揺らぎの性質及びその系統的な変化を捉えることに成功した。
β-パイロクロアKOs2O6が示す超伝導相内の未知の一次転移に着目し、Kイオンの非調和熱振動の変化や基底状態の結晶構造を調べた。Kイオンの非調和熱振動の可視化に成功し、その結果一次転移前後で振動に顕著な違いは見られず、超格子反射の出現も確認されなかった。本研究課題を通じ、β-パイロクロア超伝導体の内、異なる非調和性をもつKOs2O6、CsOs2O6について、異方性を含む振動の詳細を明らかにすることに成功し、微視的な理解に重要な情報が得られた。
重い電子系YbCo2Zn20では，磁場誘起臨界点の先に現れる未知の秩序相の起源を決定することを目指した。磁場誘起磁気ピークの観測に成功し、強度の波数依存性から反強四極子秩序が実現していることを決定した。さらにこの秩序相が特異な磁気散漫散乱を伴う新奇な競合状態にあることを発見した。圧力下で反強磁性が誘起されることと比較し、この物質の臨界点近傍ではスピンー軌道が複雑に絡んだ新奇の秩序状態にあることを見出した。
以上、本課題では、A3T4Sn13，β-パイロクロア，YbCo2Zn20など篭構造をもつ物質について、量子ビームの相補利用を通じ、非調和振動を主因として現れる多彩な物性を微視的な視点から解明することに成功した。
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[Journal Article] SENJU: a new time-of-flight single-crystal neutron diffractometer at J-PARC2016
Author(s)
T. Ohhara, R. Kiyanagi, K. Oikawa, K. Kaneko, T. Kawasaki, I. Tamura, A. Nakao, T. Hanashima, K. Munakata, T. Moyoshi, T. Kuroda, H. Kimura, T. Sakakura, C.-H. Lee, M. Takahashi, K. Ohshima, T. Kiyotani, Y. Noda and M. Arai
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Journal Title
J. Appl. Crystallogr.
Volume: 49
Pages: 120 - 127
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Current Status of an Extreme Environment Single Crystal Neutron Diffractometer SENJU at J-PARC2015
Author(s)
T. Ohhara, R. Kiyanagi, K. Kaneko, I. Tamura, A. Nakao, T. Hanashima, K. Munakata, T. Moyoshi, T. Kuroda, K. Oikawa, T. Kawasaki, Y. Yamauchi and S. Ohira-Kawamura
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Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 8
Pages: 036018 1-6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] NdB4における逐次転移2016
Author(s)
山内宏樹, 目時直人, 綿貫竜太, Songxue Chi, Jaime A. Fernandez-Baca, 金子耕士, 川崎卓郎, 大原高志, 鬼柳亮嗣, 花島隆泰
Organizer
日本物理学会第７１回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学（宮城県仙台市）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] Sample environment at JRR-32016
Author(s)
K. Kaneko
Organizer
1st Workshop for ANSTO/J-PARC MOU collaboration
Place of Presentation
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所（茨城県那珂郡東海村）
Year and Date
2016-03-02 – 2016-03-03
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 硫化銅鉱物Cu12M4S13 (M = Sb, As) のソフトフォノンモードと構造相転移2015
Author(s)
末國晃一郎, 田中博己, 李哲虎, 中村充孝, 河村聖子, 菊池龍弥, 金子耕士, 長谷川巧, 西堀英治, 笠井秀隆, 小坂康文, 高畠敏郎
Organizer
日本物理学会 ２０１５年秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Presentation] 硫化銅鉱物Cu10Zn2M4S13 (M = Sb, As) におけるCuのラットリングとフォノン構造2015
Author(s)
田中博己, 末國晃一郎, 李哲虎, 中村充孝, 河村聖子, 菊池龍弥, 金子耕士, 長谷川巧, 西堀英治, 笠井秀隆, 小坂康文, 高畠敏郎
Organizer
日本物理学会 ２０１５年秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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