2015 Fiscal Year Research-status Report
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26400322
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
水木 純一郎 関西学院大学, 理工学部, 教授 (90354977)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 全基 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20303894)
町田 昌彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主席 (60360434)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 高温超伝導 / 非弾性Ｘ線散乱 / 格子振動 / 電子励起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物性や機能発現の主役である格子振動エネルギー領域（100meV以下の低エネルギー領域）での電荷の動的相関、特に電子－格子相互作用の直接観察により銅酸化物高温超伝導体における格子振動の役割を明らかにすることを目的に研究を進めている。2015年度では、La2-xSrxCuO4のｘ＝0.16の純良単結晶の作成に成功し、SPring-8において高分解能Ｘ線非弾性散乱を行った。注目した格子振動は、Cu-O 縦波光学格子振動(LO phonon)で、ゾーン中心からゾーン境界までの分散関係を測定し、Cu-Oボンド伸縮モードが非常に不安定であることを観測した。（振動ピーク幅が非常に広くなった）これは、この格子振動モードの電子ー格子相互作用が他の格子振動モードに比較して異常に大きいことを示唆している。今後の予定としては、中性子非弾性散乱でCu-Oボンド伸縮モードを測定し、Ｘ線のそれと比較することにより異常な電子－格子相互作用の存在を確定する。（2015年度に実験予定であったが、J-PARCの事故により運転されず、実験は2016年度に予定されている。）
その他の強相関電子系の超伝導発現機構解明を目指した高圧下Ｘ線非弾性散乱実験も行い、高圧下で新たに出現する超伝導相と電子状態との相関を議論し数編の論文にまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
純良単結晶の作製、それを利用した非弾性Ｘ線散乱によるCu-O縦波光学格子振動の分散関係測定は予定通り進み、データ解析も順調に進んでいる。しかし、予定していなかったJ-PARCの再度にわたる事故により予定されていた実験を実行することができず、そのため、中性子非弾性散乱によるＸ線で測定した同じ格子振動の観測に関しては予定より遅れている。しかし、現在は当初より低いパワーではあるがJ-PARCは稼働しており、次年度に実験が予定されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
秋のJ-PARCでの中性子非弾性散乱実験により、銅酸化物高温超伝導体La2-xSrxCoO4, x=0.16のCu-O縦波光学格子振動の運動量依存性を測定し、すでに測定が終わっている非弾性Ｘ線散乱のそれと比較する。特に、Cu-Oボンド伸縮モードのスペクトル幅、エネルギー値を比較する。これは、格子振動の衣を引きずった低エネルギー領域での電子自由度秩序の揺らぎの異常な振る舞いを理論モデルに頼ることなく直接観測するものである。他のエキゾチック高温超伝導体として注目されている鉄系超伝導体の研究も続ける。特に、高圧下での特異な振る舞いに注目し、高圧下で新たに出現する超伝導相の構造と電子状態、磁気状態に関する情報を高圧下Ｘ線回折・共鳴非弾性散乱によって取得し、鉄系超伝導体の超伝導発現機構に新しい情報を提供する。
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| Causes of Carryover |
実験を予定していた東海村にある中性子散乱施設J-PARCの事故のため、すべてのマシンタイムがキャンセルとなり実験ができなかった。そのため、東海村への実験旅費や、実験のための準備、共同研究者との討論会に予定してた旅費の執行ができなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
J-PARCは事故、故障から回復し、今年度の秋にマシンタイムが割り振られた。実験のため準備や、実験計画を共同研究者と討論するための、東海村、仙台出張する。実験にかかわる人数は、私を含め5人でり、人数分の旅費が必要となる。また、最終年度でもあり、論文として出版することを計画しており、そのための費用が必要となる。
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[Journal Article] Quantitative study of the f occupation in CeMIn5 and other cerium compounds with hard X-rays2016
Author(s)
M. Sundermann, F. Strigari, T. Willers, J. Weinen, Y.F. Liao, K.-D. Tsuei, N. Hiraoka, H. Ishii, H. Yamaoka, J. Mizuki, Y. Zekko, E.D. Bauer, J.L. Sarrao, J.D. Thompson, P. Lejay, Y. Muro, K. Yutani, T. Takabatake, A. Tanaka, N. Hollmann, L.H. Tjeng, A. Severing
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Journal Title
J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena
Volume: 209
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Pressure and temperature dependence of the Ce valence and c-f hybridization gap in CeTIn5(T=Co,Rh,Ir)heavy-fermion superconductors2015
Author(s)
H. Yamaoka, Y. Yamamoto, E. F. Schwier,F. Honda, Y. Zekko, Y. Ohta, J.-F. Lin, M. Nakatake, H. Iwasawa, M. Arita, K. Shimada, N. Hiraoka, H. Ishii, K.-D. Tsuei, and J. Mizuki
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 92
Pages: 235110 (1-6)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 電子及びホールドープされたBaFe2As2の電子状態：X 線発光分光による測定2016
Author(s)
山岡人志, 山本義哉, 吉田雅洋, 石田茂之, 土屋佳則, 竹下 直, Jung-Fu Lin, 平岡 望, 石井啓文, Ku-Ding Tsuei , 水木純一郎
Organizer
日本物理学会第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学泉キャンパス（宮城県・仙台市）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] Electronic and crystal structures of KxFe2-ySe2 under high pressure studied by x-ray emission spectroscopy and x-ray diffraction2015
Author(s)
Y. Yamamoto, H. Yamaoka, Y. Ohta, J.-F. Lin, H. Ishii, N. Hiraoka, K.-D. Tsuei, H. Fujita, T. Kagayama, K. Shimizu, M. Tanaka, H. Okazaki, Y. Ozaki, Y. Takano, and J. Mizuki,
Organizer
The 9th International Conference on Inelastic X-ray Scattring
Place of Presentation
National Sychrotron Radiateon Center, Hsinchu, Taiwan
Year and Date
2015-11-22 – 2015-11-26
Int'l Joint Research
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[Presentation] 異常な磁気抵抗を示す(Na1-xCax)Cr2O4の光電子分光、X線吸収分光、X線回折による電子構造と結晶構造の測定2015
Author(s)
山岡人志, 山本義哉, E. F. Schwier , 仲武昌史, 澤田正博, 櫻井裕也, 辻井直人, 有田将司, 島田賢也, 生天目博文, 谷口雅樹, 水木純一郎,
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] Cubic YbCu5系化合物の高圧下におけるYb価数の異常な振舞い2015
Author(s)
山岡人志、辻井直人、鈴木通人、山本義哉、Ignace Jarrige , 佐藤 仁, Jung-Fu Lin , 水戸 毅, 櫻井裕也、平岡 望, 石井啓文, Ku-Ding Tsuei , 酒井 治, 水木純一郎, M. Giovannini, E. Bauer,
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
