2014 Fiscal Year Annual Research Report
超低温高圧多重極限環境における重い電子系物質の新しい量子相転移の研究
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24540367
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
阿部 聡 金沢大学, 数物科学系, 准教授 (60251914)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 宏一 金沢大学, 数物科学系, 教授 (10219496)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 低温物性 / 精密測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子的な揺らぎに起因する量子相転移とそれに伴う量子臨界現象は，相互作用がもたらす基底状態を理解する上で重要である。重い電子系物質では温度以外の物理量，特に圧力と磁場により，拮抗する相互作用の優劣を容易に変化させることができるため，量子相転移の研究対象系として極めて有効であり，また，超低温極限領域は熱的揺らぎが無視できるため量子揺らぎの研究に理想的な環境である。
本研究課題の目的は，多重極限環境での熱膨張・磁歪精密測定から重い電子系物質の新しい量子臨界現象を明らかにすることである。本研究期間では，希釈冷凍機と超伝導磁石を利用した10mK, 9Tの超低温・強磁場多重極限環境の構築および，試料長変化の測定精度をΔL(B,T)/L(B,T)~10＾(-10) まで向上させた歪測定セルの開発を達成し，典型的な重い電子系物質CeRu_2Si_2について，磁化難易軸であるa軸方向の熱膨張・磁歪精密測定を行なった。その結果，約5K以下からフェルミ流体に従っていた熱膨張係数には約100mK以下で負の非フェルミ液体的な量子臨界現象があらわれ，その臨界寄与の大きさはc軸の場合と同程度であること，磁歪では9Tまでメタ磁性転移を示さずc軸の約1/800の磁歪係数を持ち，約0.5T以下の低磁場に負の臨界寄与があらわれることなどを明らかにした。最終年度では，磁歪係数の磁場・温度依存性について詳細な測定を行い，磁歪係数は熱膨張係数に対応し約100mK以下で臨界寄与が現れ，磁歪係数の臨界寄与は温度低下に伴い顕在化し約0.1Tで極小値をとることなどを明らかにした。本研究課題により，典型的な重い電子系CeRu_2Si_2はこれまでに知られている負圧側に位置する反強磁性量子相転移点とは異なる新しい量子相転移点が正圧側に存在し磁場制御量子相転移であることを明らかにした。
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