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2019 Fiscal Year Annual Research Report

奇パリティ多極子秩序系におけるドメイン観察手法の開発と新奇量子伝導の開拓

Publicly Offered Research

Project AreaJ-Physics: Physics of conductive multipole systems
Project/Area Number 18H04302
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大串 研也  東北大学, 理学研究科, 教授 (30455331)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords強相関電子系 / 磁気輸送現象 / 多極子秩序 / 鉄系超伝導
Outline of Annual Research Achievements

磁気四極子秩序系BaMn2As2にホールを注入した系Ba1-xKxMn2As2を対象に、電子相図と電荷ダイナミクスの解明を目指した研究を推進した。はじめに、幅広い組成を精密に制御したBa1-xKxMn2As2の純良単結晶を育成し、それに対して電気抵抗率・磁化率を測定した。その結果、100 K付近で低温の絶縁体的な振る舞いにクロスオーバーするBaMn2As2と対照的に、ホールドープ系Ba1-xKxMn2As2では絶縁体相が抑制され全温度域で金属的な電気抵抗率を示すことが分かった。各試料における温度依存性の詳細に着目すると、x = 0.25で見える下凸の電気抵抗率はx= 0.39では上凸に変化していることがわかり、電荷ダイナミクスな系統的に変化していることが分かった。また、低温領域における弱強磁性は、0.15 < x < 0.50で出現しドーム型の形状を示すことを解明した。この弱強磁性相は、磁気誘起強誘電相と捉えられ、新奇な磁気伝導の舞台であると考えられる。この点を念頭に、磁場強度・磁場方位を詳細に変化させた際の磁気抵抗効果の測定を実施した。その結果、弱強磁性の臨界領域では臨界散乱の抑制に起因した負の磁気抵抗効果が、低ドープ領域の電子局在領域においては正常磁気抵抗に起因する正の磁気抵抗効果が顕著であることを明らかにした。また、弱強磁性相において、顕著な異方的磁気抵抗効果を観測した。母体の異方的磁気抵抗効果と比較すると、絶対値が大きく、高次の異方性項を含むとおう特徴がある。この異方的磁気抵抗効果は、奇パリティ多極子秩序系における電気磁気効果および磁気誘起強誘電性の観点から理解できることを明らかにした。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Hydrated lithium intercalation into the Kitaev spin liquid candidate material α - RuCl 32019

    • Author(s)
      Yoshinori Imai, Katsuya Konno, Yoshinao Hasegawa, Takuya Aoyama, and Kenya Ohgushi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 99 Pages: 245141/1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.245141

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polar state induced by block-type lattice distortions in BaFe 2 Se 3 with quasi-one-dimensional ladder structure2019

    • Author(s)
      Takuya Aoyama, Satoshi Imaizumi, Takuya Togashi, Yoshifumi Sato, Kazuki Hashizume, Yusuke Nambu, Yasuyuki Hirata, Masakazu Matsubara, and Kenya Ohgushi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 99 Pages: 241109(R)/1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.241109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large magnon contributions to thermal conductance in quasi-one-dimensional Fe-based ladder compounds BaFe2(S1-xSex)32019

    • Author(s)
      Fei Du, Yutaka Ueda, and Kenya Ohgushi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 123 Pages: 086601/1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.086601

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Semimetallic State in La3Ir3O11 with the KSbO3 Structure2019

    • Author(s)
      Takuya Aoyama, Kazutoshi Emi, Chihiro Tabata, Yusuke Nambu, Hironori Nakao, Touru Yamauchi, and Kenya Ohgushi
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 88 Pages: 093706 /1-4

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.093706

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] BaMn2As2における磁気四極子秩序2019

    • Author(s)
      大串研也
    • Organizer
      J-Physics地域研究会
  • [Presentation] Self-organization of electrons in Fe-based superconductors2019

    • Author(s)
      Kenya Ohgushi
    • Organizer
      新学術領域研究「量子液晶の物性科学」キックオフミーティング
  • [Presentation] Ferroic Order of Magnetic Quadrupoles in BaMn2As22019

    • Author(s)
      Kenya Ohgushi
    • Organizer
      J-Physics International Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Kitaevスピン液体候補物質RuCl3の赤外吸収スペクトル測定2019

    • Author(s)
      大串研也
    • Organizer
      東北大学ー理研第1回連携ワークショップ『テラヘルツ光研究の新展開と産業応用への展望』
  • [Presentation] Exploring novel electronic properties near Kitaev spin liquid2019

    • Author(s)
      Kenya Ohgushi
    • Organizer
      the 3rd Asia-Pacific Workshop on Quantum Magnetism held
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 磁気四極子秩序系BaMn2As2におけるドメイン観察と新奇量子伝導開拓2019

    • Author(s)
      大串研也
    • Organizer
      J-Physics研究会全体会議

URL: 

Published: 2021-01-27  

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