2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25400361
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
町田 洋 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40514740)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | メタ磁性 / 熱電係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、重い電子系において広く見られる、磁化が狭い磁場領域で急激に増加する現象、遍歴メタ磁性について、極低温下の熱電係数を用いて研究を行ってきた。遍歴メタ磁性の最も単純な解釈は、磁場によって近藤一重項が壊され、伝導電子によるｆ電子のモーメントの遮蔽が解かれることによって磁化が伸びるというものである。実際にメタ磁性を示す多くの重い電子系において、メタ磁性が起きる磁場と近藤温度の間に普遍的な関係があることが示されており、近藤効果がメタ磁性の起源に深く関わっていることが示唆される。一方、重い電子系においてもメタ磁性を示さない物質が存在する。低温で非フェルミ液体状態から非従来型超伝導へ転移する重い電子系物質UBe13はその1例である。この系の近藤温度は種々の測定から数Kであるとされているため、上記のメタ磁性磁場と近藤温度との間の普遍的な関係に基づくと、数テスラでメタ磁性が起こることが期待されるが、これまでにこの系でメタ磁性は報告されていない。
本年度は、極低温の熱電係数測定からUBe13の常伝導状態における非フェルミ液体的挙動の起源の解明と、本研究を通してこれまでに得たメタ磁性を示す重い電子系における熱電現象との比較を通して、遍歴メタ磁性のさらなる理解を目指した。その結果、熱電係数において超伝導転移温度直上まで発散的な増大を示す顕著な非フェルミ液体的挙動を観測した。これらの現象は小さなエネルギースケールをもった何らかの揺らぎによって電子が強く散乱されることで引き起こされており、ある種の臨界現象として特徴付けられる可能性を見出した。この揺らぎによってコヒーレンスの十分な発達が妨げられていることがこの系でメタ磁性が観測されない要因の一つに挙げられるが、今後さらに非フェルミ液体の起源を解明することによりメタ磁性との関わりも明らかにしたいと考える。
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[Journal Article] Unstable spin-ice order in the stuffed metallic pyrochlore Pr2+xIr2－xO7－δ2015
Author(s)
D. E. MacLaughlin, O. O. Bernal, Lei Shu, Jun Ishikawa, Yosuke Matsumoto, J.-J. Wen, M. Mourigal, C. Stock, G. Ehlers, C. L. Broholm, Yo Machida, Kenta Kimura, Satoru Nakatsuji, Yasuyuki Shimura, and Toshiro Sakakibara
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 92
Pages: 054432-1-12
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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