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2019 Fiscal Year Annual Research Report

空間反転対称性を「破る」5d電子系の新物質開拓

Publicly Offered Research

Project AreaJ-Physics: Physics of conductive multipole systems
Project/Area Number 18H04314
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

岡本 佳比古  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90435636)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords5d電子系 / 空間反転対称性 / 超伝導 / 5d遷移金属化合物
Outline of Annual Research Achievements

本課題では、強いスピン軌道相互作用と強い電子相関の効果が共存する多軌道系である5d遷移金属化合物を中心として、空間反転対称性を破る相転移を示す新しい5d電子系物質の開発と、局所的に空間反転対称性を破る5d電子系物質における新超伝導体探索を行う。それにより、パリティ混成に駆動される電子相転移や、奇パリティ多極子が関与する非従来型超伝導といった、空間反転対称性に起因する興味深い電子現象を発見する。令和元年度には、(a) 空間反転対称性が破れた立方晶の結晶構造をもつPt化合物と、(b) 高い熱電変換特性を示す5d遷移金属テルル化物Ta4SiTe4について研究を行った。
(a) 空間反転対称性が破れた立方晶の結晶構造をもつPt化合物、PtSbSとBaPtPの焼結体試料が、それぞれ0.15 K、0.20 Kにおいて超伝導転移することを発見した。このうちPtSbSについては、磁化測定により大きな反磁性が観測されており、バルク超伝導であることを確かめた。PtSbSはネスティングの強いホールポケットを含む特徴的な形状のフェルミ面をもつこと、BaPtPでは空間反転対称性が破れていることによるバンド分裂がかなり大きいことが電子状態計算により明らかにされた。今後、これらの特徴が、空間反転対称性が破れた立方晶の結晶構造をとることと関連して、超伝導を含む電子物性においてどのように表れているのかを解明することが期待される。
(b) Ta4SiTe4に元素置換を行うことにより、高い熱電変換特性を示すp型、n型試料の合成に成功した。これらの試料を用いた冷却素子を試作し、実際に温度降下が起こることを確かめた。

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

    (11 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Electronic Properties of BaPtP with a Noncentrosymmetric Cubic Crystal Structure2020

    • Author(s)
      Yoshihiko Okamoto, Ryosuke Mizutani, Youichi Yamakawa, Hiroshi Takatsu, Hiroshi Kageyama, and Koshi Takenaka
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 29 Pages: 011001(1-6)

    • DOI

      10.7566/JPSCP.29.011001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regular-Triangle Trimer and Charge Order Preserving the Anderson Condition in the Pyrochlore Structure of CsW2O62020

    • Author(s)
      Yoshihiko Okamoto, Haruki Amano, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, Kenta Niki, Rikuto Mitoka, Hisatomo Harima, Takumi Hasegawa, Norio Ogita, Yu Tanaka, Masashi Takigawa, Yasunori Yokoyama, Kanji Takehana, Yasutaka Imanaka, Yuto Nakamura, Hideo Kishida, and Koshi Takenaka
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hole-Doped M4SiTe4 (M = Ta, Nb) as an Efficient p-Type Thermoelectric Material for Low-Temperature Applications2019

    • Author(s)
      Yoshihiko Okamoto, Yuma Yoshikawa, Taichi Wada, and Koshi Takenaka
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 115 Pages: 043901

    • DOI

      10.1063/1.5109590

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superconductivity in PtSbS with a Noncentrosymmetric Cubic Crystal Structure2019

    • Author(s)
      Ryosuke Mizutani, Yoshihiko Okamoto, Hayate Nagaso, Youichi Yamakawa, Hiroshi Takatsu, Hiroshi Kageyama, Shunichiro Kittaka, Yohei Kono, Toshiro Sakakibara, and Koshi Takenaka
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 88 Pages: 093709(1-4)

    • DOI

      10.7566/JPSJ.88.093709

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] βパイロクロア酸化物CsW2O6の金属絶縁体転移における三量体形成2020

    • Author(s)
      岡本佳比古
    • Organizer
      新学術領域「多極子伝導系の物理」令和元年度領域全体会議
  • [Presentation] One-Dimensional Telluride Ta4SiTe4 as an Efficient Thermoelectric Material for Low-Temperature Applications2019

    • Author(s)
      Yoshihiko Okamoto
    • Organizer
      14th Asia-Pacific Physics Conference 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Equilateral-Triangular Trimer Formation in β-Pyrochlore Oxide CsW2O62019

    • Author(s)
      Yoshihiko Okamoto, Rikuto Mitoka, Kenta Niki, Haruki Amano, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, Hisatomo Harima, and Koshi Takenaka
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Superconductivity in PtSbS with Noncentrosymmetric and Cubic Crystal Structure2019

    • Author(s)
      Yoshihiko Okamoto
    • Organizer
      J-Physics 2019 International Conference & KINKEN-WAKATE 2019 Multipole Physics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Exploration of Novel Transition Metal Compounds Based on the Unique Crystal and Electronic Structures2019

    • Author(s)
      Yoshihiko Okamoto
    • Organizer
      Research Frontier of Advanced Spectroscopies for Correlated Electron Systems
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ウルマナイト型硫化物PtSbSの超伝導2019

    • Author(s)
      岡本佳比古、水谷亮介、永曽颯、山川洋一、高津浩、陰山洋、河野洋平、橘高俊一郎、榊原俊郎、竹中康司
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [Presentation] ウルマナイト型硫化物PtSbSの超伝導2019

    • Author(s)
      岡本佳比古
    • Organizer
      新学術領域「多極子伝導系の物理」J-Physics地域研究会 - 北九州

URL: 

Published: 2021-01-27  

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