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2012 Fiscal Year Research-status Report

超音波共鳴法で切り拓く高感度微小試料弾性特性研究

Research Project

Project/Area Number 24540354
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionIwate University

Principal Investigator

中西 良樹  岩手大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70322964)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsドイツ連邦共和国 / 強相関系物理 / 複合極限環境
Research Abstract

本年度は、微小空間における超音波測定を高精度に行うため、装置の開発とその試運転を行った。本年度得られた結果について紹介する。SmNiC2は電荷密度波(CDW)と強磁性が共存する興味深い系であり、両者の秩序変数が密接に相関した極めて稀な物質である。この系のCDW転移温度近傍と強磁性転移近傍の弾性定数を精緻に測定し、縦波および横波に現れる弾性異常の相違を発見した。この結果から横波にのみ、両相転移の異常が大きく観測されることが明らかになり、横波格子歪みを間接あるいは直接媒介とする相転移であることが分かった。得られた弾性異常から秩序変数と格子歪みとの結合定数あるいは秩序変数同士の結合定数を微視的に見積もり、この物質群のデータベース作成にも寄与した。この結果は一連の物質群である斜方晶RNiC2 (R:希土類)の電子状態、低励起状態を明らかにする上で重要な示唆を与えることとなる。特にこの物質群で唯一超伝導転移を示すLaNiC2について、その超伝導発現機構と電荷密度波との相関関係を明らかにする上で弾性定数で得られる微視的情報が活用されることとなる。
本研究の目的には設置していなかったが、研究を進めていく上で新たな課題と発見があった。微小試料を用いて、一軸圧力の超音波測定を実現したことである。行った物質は鉄系超伝導物質である。この系は一軸異方性が電子物性、構造特性で極めて大きいことが明らかにされており、外部から一軸圧力を印加することで電子物性に大きな変化がもたらされると期待されている。この状況は静水圧と一軸圧の圧力応答が大きく異なることからも実験的に実証されている。本研究で開発した装置を用いて一軸圧力下のBaFe2As2の構造相転移近傍における弾性定数を精緻に測定し、一軸圧力を印加することにより転移温度が著しく上昇し、弾性異常が著しく抑制されることを発見した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初目的としていた装置の開発と試運転を終え、概ね順調に進んでいると考えられる。また、当初目的に無かった副産物も得られ、あらたな研究分野の開拓と進捗が得られた。但し、問題点も挙げられる。研究目的に挙げていた極小試料での測定ではなく、前述した系は従来の測定装置でも努力次第で測定出来得るサイズのものであった為である。この隙間を埋めるべく、更なる試料測定プローブの小型化を検討する必要もある。

Strategy for Future Research Activity

上述した斜方晶RNiC2 (R:希土類)の系について、更に研究を進めていく。特にこの系では希土類のイオン半径が小さくなると電荷密度並(CDW)がより増強される。この様子は、体積変化(格子定数の変化)に伴う転移温度の上昇と転移温度での電気抵抗の上昇で確認される。最もイオン半径の大きいR = LaではCDWの変化が観測されない。(電気抵抗にフェルミ面のネスティングに起因した上昇が観測されていない)このCDWが観測されない系で超伝導転移が生じている。この事実は、CDWと超伝導が相図上で拮抗(競合)状態にあることを連想させる。従って、圧力下での超音波測定はCDWの発生と消失を連続的に弾性特性の側面からアプローチ出来る有力な手段となる。この様な背景のもと、圧力下での超音波をRNiC2物質群で推進していく予定である。
また、一軸圧力測定についても強力に研究を推進していく。鉄系超伝導に留まらず、強相関系物質全般に対象範囲の裾野を拡大していく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

該当無し

  • Research Products

    (17 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] High-Field Phase Diagram of SmRu4P12 Determined by Ultrasonic Measurements in Pulsed Magnetic Field up to 55 T2013

    • Author(s)
      Masahito Yoshizawa, Hiroyuki Mitamura, Fumitaka Shichinomiya, Satoshi Fukuda, Yoshiki Nakanishi, Hitoshi Sugawara, Toshiro Sakakibara, and Koichi Kindo
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 82 Pages: 033602 - 033606

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.033602

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrasound measurements on the skutterudite compound SmOs4P122013

    • Author(s)
      Yoshiki Nakanishi, Gen Koseki, Dai Tamura, Kohei, Kurita, Takeshi Saito, Minoru, Koseki, Mitsuteru Nakamura, Masahito Yoshizawa, Yuya Koyota, Chihiro Sekine and Takehiko Yagi
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Socirty

      Volume: 60 Pages: 0001-0004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large elastic anomalies and strong electron-lattice coupling in iron-based superconductor Ba(Fe1-xCox)2As22012

    • Author(s)
      Masahito Yoshizawa, Shalamujiang Simayi, Kohei Sakano, Yoshiki Nakanishi, Kunihiro Kihou, Chul-Ho Lee, Akira Iyo, Hiroshi Eisaki, Masamichi Nakajima, Shin-ichi Uchida
    • Journal Title

      Solid State Communications

      Volume: 152 Pages: 680 - 687

    • DOI

      10.1016/j.ssc.2011.12.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Quantum Criticality and Superconductivity in Iron-Based Superconductor Ba(Fe1-xCox)2As22012

    • Author(s)
      Masahito Yoshizawa, Daichi Kimura, Taiji Chiba, Shalamujiang Simayi, Yoshiki Nakanishi, Kunihiro Kihou, Chul-Ho Lee, Akira Iyo, Hiroshi Eisaki, Masamichi Nakajima, and Shin-ichi Uchida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 81 Pages: 024604 - 024609

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.024604

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] URu2Si2のパルス磁場中の超音波測定2013

    • Author(s)
      吉澤正人、シャラムジャン・スマイ、坂野幸平、中西良樹、三田村裕幸、荒木幸治、榊原敏郎、金道浩一、本間佳哉、山本悦嗣、松田達磨、芳賀芳範、大貫惇睦
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • Year and Date
      20130326-20130329
  • [Presentation] 強磁性希土類化合物SmNiC2の電荷密度波と弾性特性2013

    • Author(s)
      中西良樹、田村大、菊池壮之介、伊藤翼、中村光輝、吉澤正人、下村晋
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • Year and Date
      20130326-20130329
  • [Presentation] 分子線エピタキシー法を用いた希土類六硼化物の作成I2013

    • Author(s)
      畠中大地、浅沼英資、池田健、中村光輝、中西良樹、伊賀文俊、原田善之、  山口博隆、吉澤正人
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • Year and Date
      20130326-20130329
  • [Presentation] 超音波測定で観測する鉄系超伝導体Ba(Fe1-xCox) 2As2の超伝導と磁気・構造揺らぎ2013

    • Author(s)
      藤井千旭、竹澤遼、坂野幸平、シャラムジャン・スマイ、中村光輝、中西良樹、  木方邦宏、中島正道、李哲虎、伊豫彰、永崎洋、内田慎一、吉澤正人
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • Year and Date
      20130326-20130329
  • [Presentation] 超音波測定で探る、相転移に伴う物質の弾性異常2012

    • Author(s)
      中西良樹
    • Organizer
      日本鉄鋼協会:「機能材料の微細構造と特性に関する最近の話題」
    • Place of Presentation
      東北大学 多元物質科学研究所 (宮城県)
    • Year and Date
      20121226-20121226
    • Invited
  • [Presentation] 圧力下超音波測定によるCeSbの弾性特性の研究2012

    • Author(s)
      中西良樹、小関玄、田村大、栗田講平、齋藤武志、中村光輝、吉澤正人、  吉田誠、落合明
    • Organizer
      第53回高圧討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学 大阪大学会館(大阪府)
    • Year and Date
      20121107-20121109
  • [Presentation] カゴ状物質RTr2Al20の超音波を用いた弾性特性の研究2012

    • Author(s)
      田村大、中西良樹、中村光輝、吉澤正人、酒井明人、中辻知
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋期大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学 常盤台キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] EuRh2Si2の転移点近傍における特異な弾性異常2012

    • Author(s)
      中西良樹、田村大、中村光輝、吉澤正人、浜野卓、喜舎場英吾、光田暁弘、和田裕文
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋期大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学 常盤台キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] 鉄系超伝導体Ba(Fe1-xCox) 2As2におけるC33弾性定数の異常な振舞 (2)2012

    • Author(s)
      竹澤遼、坂野幸平、シャラムジャン・スマイ、中村光輝、中西良樹、木方邦宏、李哲虎、伊豫彰、永崎洋、中島正道、内田慎一、吉澤正人
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋期大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学 常盤台キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] 鉄系超伝導体Ba(Fe1-xCox) 2As2の比熱とグリュンナイゼン定数2012

    • Author(s)
      澤正人、竹澤遼、坂野幸平、シャラムジャン・スマイ、中村光輝、中西良樹、  木方邦宏、李哲虎、伊豫彰、永崎洋、中島正道、内田慎一
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋期大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学 常盤台キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] 超音波測定における鉄系超伝導体Fe1.03 Te0.8Se0.2の弾性特性2012

    • Author(s)
      坂野幸平、Shalamujiang Simayi、竹澤遼、佐々木崇太、中村光輝、中西良樹、  吉澤正人、小鹿優太、川田桂輔、渡辺孝夫
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋期大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学 常盤台キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Ultrasound measurements on the skutterudite compound SmOs4P122012

    • Author(s)
      Yoshiki Nakanishi, Gen Koseki, Dai Tamura, Kohei, Kurita, Takeshi Saito, Minoru, Koseki, Mitsuteru Nakamura, Masahito Yoshizawa, Yuya Koyota, Chihiro Sekine and Takehiko Yagi
    • Organizer
      The 19th International Conference on magnetism with Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Bexco, Busan, Korea (韓国)
    • Year and Date
      20120708-20120713
  • [Presentation] High pressure ultrasonic investigation of single crystal CeSb under magnetic fields2012

    • Author(s)
      Y. Nakanishi, G. Koseki, K. Kurita, M. Koseki, T. Saito, D. Tamura, M. Nakamura, M. Yoshizawa, M. Yoshida, A. Ochiai
    • Organizer
      The 10th International Conference on Research in High Magnetic Fields
    • Place of Presentation
      Wuhan, China (中国)
    • Year and Date
      20120703-20120706

URL: 

Published: 2014-07-24  

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