2018 Fiscal Year Annual Research Report
Activation of electronic degrees of freedom competing with high-rank multipole orders by charge and magnetic-moment doping
Publicly Offered Research
| Project Area | 3D Active-Site Science |
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| Project/Area Number |
17H05209
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
岩佐 和晃 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 教授 (00275009)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 希土類化合物 / 強相関電子系 / カイラル対称性 / X線散乱 / 中性子散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
永久磁石や発光材料に用いられる希土類元素における不対4f電子は、原子に束縛された局在電子状態にあり、電子スピンと軌道角運動量が結合して磁化や結晶電場エネルギー準位が観測される。一方、結晶格子の対称性によっては、磁化を持たない量子状態も許され、高次テンソルで表される電気／磁気多極子が固有状態として活性となりうる。さらに、f電子が伝導電子と混成して物質中を伝導する遍歴性を帯びる近藤効果も知られており、その場合キャリアーの有効質量は重くなる。さらに、電子軌道の混成によって形成されるバンドギャップによる近藤半導体や近藤半金属が生じる。本研究では、構造不安定性を伴う電子秩序相転移や、カイラル（対掌）構造相転移を示す近藤半金属における異常磁性を対象とした電子物性研究を目指し、さらにそれらへの元素置換効果を含めて、主にX線と中性子の散乱実験によって研究した。具体的には以下の研究成果を得た。
(1) Ce3Ru4Sn13は重い電子系物質と提案されたが、通常金属と異なる低温での電気抵抗と磁気比熱が報告されていた。本研究での装置整備によって独自に合成した試料を用いたX線と中性子の散乱実験により、３次元の比較的等方的な結晶構造であるにも関わらず、Ceイオン間に１次元反強磁性相関が発達する現象を初めて明らかにした。
(2) Yb3Ir4Ge13は少数キャリアー近藤効果がはたらく半金属物質とされる。これを提唱した米国グループから提供された試料の中性子散乱実験により、本物質が反強磁気転移臨界点の近傍にある常磁性金属であり、そこでのスピンゆらぎが少数キャリアーを散乱すると考えられる結果を得た。
(3) 三元希土類化合物に対する放射光蛍光X線ホログラフィー測定のフィージビリティースタディーを行った。さらに磁性や超伝導状態での局所構造解明に向けた低温における測定法を共同研究により構築した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] R3T4Sn13 (R = La, Ce, T = Ir, Ru)の構造相転移と磁性の量子ビーム散乱研究2019
Author(s)
中里晟也, 岩佐和晃, 狩野遼河, 宮川貫伍, 塩澤真未, 橋本大輔, 桑原慶太郎, 中尾裕則, 河村聖子, 中島健次, Jean-Michel Mignot
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] レーザー角度分解光電子分光で観測するCeSbの電子格子結合2019
Author(s)
新井陽介, 黒田健太, 岩佐和晃, N. Rezaei, 鈴木博之, 芳賀芳範, 国定聡, 櫻木俊輔, 明比俊太朗, M. Alaei, 北澤英明, 辛埴, 有田亮太郎, 近藤猛
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] Ce3Tr4Sn13 (Tr: Co, Ru, Rh)の半金属状態における結晶構造と磁気状態の量子ビーム散乱研究2018
Author(s)
岩佐和晃, 狩野遼河, 宮川貫伍, 桑原慶太郎, 佐賀山基, 佐賀山遼子, 熊井玲児, 河村聖子, 菊地龍弥, 中島健次
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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