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磁性と超伝導競合系の量子相転移と極限環境下新奇物性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14340111
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

寺嶋 太一  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主幹研究員 (40343834)

研究分担者 宇治 進也  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, ディレクター (80344430)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2004年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2003年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2002年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード高圧力 / 磁場 / ドハース・ファンアルフェン効果 / 強相関電子系 / 強磁性 / 超伝導 / フェミル面 / 反強磁性 / フェルミ面 / 圧力 / 有機伝導体
研究概要

1.NiCrAl合金を使用した2層式クランプセルを開発し、3GPaの高圧力下でのドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果測定を実現した。
2.圧力有機強磁性超伝導体UGe_2について、磁化容易軸方向の高圧下dHvA効果測定を行い、二つの磁場誘起相転移を含む磁場-圧力相図を決定するとともに、フェミル面の圧力変化、磁場変化を明らかにした。本化合物の超伝導が磁気揺らぎにより媒介されている可能性が議論されているが、本研究では、磁気揺らぎによる準粒子の質量増強効果が、強磁性転移そのものではなく、強磁性相内で発現する起源不明のもうひとつの時期的転移に由来することを示した。
3.超伝導を示す強磁性体ZrZn_2の高圧力下dHvA効果測定を行った。アップスピンとダウンスピンのフェミル面の交換分裂の磁場・圧力依存性を詳細に解析した結果、二つの異なる時期的状態の間のクロスオーバーが磁場によって引き起こされる事が明らかになった。実験的に得られたZrZn_2の圧力-温度-磁場相図は、同じく強磁性状態で超伝導を示すUGe_2のそれと類似しており、二つの化合物の強磁性状態の超伝導に共通の機構が存在する可能性を示唆する。
4.反強磁性体CeIn_3のネール温度は常圧で10Kであり、圧力とともに低下し、臨界圧力約2.5GPaで零となる。その近傍の圧力域で超伝導が発現する。臨界圧力を超える3.1GPaまでCeIn_3のdHvA効果の測定を行った。臨界圧力で新しいフェミル面が観測にかかるようになるが、その前後の二つの圧力でもフェミル面の顕著な変化が観測された。更に、別の圧力で準粒子有効質量の磁場依存症が反転する事が分かった。これらの結果は、反強磁性・非磁性転移に伴う電子状態の変化が、臨界圧力で一度に起こるのではなく、逐次的に起きている事を示唆する。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] De Haas-van Alphen Effect in ZrZn_2 under Pressure : Crossover between Two Magnetic States2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kimura, T.Terashima, S.Uji他
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS 92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolution of Spin and Field Dependences of the Effective Mass with Pressure in CeIn_32004

    • 著者名/発表者名
      M.Endo, T.Terashima, S.Uji他
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS 93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] De Haas-van Alphen Effect in ZrZn_2 under Pressure : Crossover between Two Magnetic States2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kimura, T.Terashima, S.Uji et al.
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS 92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolution of Spin and Field Dependences of the Effective Mass with Pressure in CeIn_32004

    • 著者名/発表者名
      M.Endo, T.Terashima, S.Uji et al.
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS 93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] De Haas-van Alphen Effect in ZrZn_2 under Pressure : Crossover between Two Magnetic States2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kimura, T.Terashima, S.Uji 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 92

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fermi surface and magnetic properties of CeTe2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nakayama, T.Terashima, S.Uji 他
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic-field-induced superconductivity in the antiferromagnetic organic superconductor κ-(BETS)_2FeBr2004

    • 著者名/発表者名
      T.Konoike, T.Terashima, S.Uji 他
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Normal-state hall angle and magnetoresistance in Quasi-2D heavy fermion CeCoIn_5 near a quantum critical point2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakajima, T.Terashima, S.uji 他
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73

      ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure-induced Fermi surface change in quasi-one-dimensional conductor β"-(ET)(TCNQ)2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yasuzuka, T.Terashima, S.Uji 他
    • 雑誌名

      Journal de Physique IV 114

      ページ: 157-158

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of spin and field dependences of the effective mass with pressure in CeIn_32004

    • 著者名/発表者名
      M.Endo, T.Terashima, S.Uji 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Global Phase Diagram of the Magnetic Field-Induced Organic Superconductors λ-(BETS)_2Fe_xGal-_xCl_42003

    • 著者名/発表者名
      S.Uji, T.Terashima他
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 72・2

      ページ: 369-373

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fermi Surface Studies of the Ferromagnetic Superconductor UGe_2 Under High Pressure2003

    • 著者名/発表者名
      T.Terashima, S.Uji他
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica B 34・2

      ページ: 427-430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase diagram and dHvA effect of PrPb_3 under high pressure2003

    • 著者名/発表者名
      M.Endo, T.Terashima, S.Uji他
    • 雑誌名

      ACTA PHYSICA POLONOCA B 34

      ページ: 1027-1030

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Global Phase Diagram of the Magnetic Field-Induced Organic Superconductors λ-(BETS)_2Fe_xGai_<-x>Cl_42003

    • 著者名/発表者名
      S.Uji, T.Terashima et al.
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 72-2

      ページ: 369-373

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fermi Surface Studies of the Ferromagnetic Superconductor UGe_2 Under High Pressure2003

    • 著者名/発表者名
      T.Terashima, S.Uji et al.
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica B 34-2

      ページ: 427-430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase diagram and dHvA effect of PrPb_3 under high pressure2003

    • 著者名/発表者名
      M.Endo, T.Terashima, S.Uji et al.
    • 雑誌名

      ACTA PHYSICA POLONICA B 34-2

      ページ: 1027-1030

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic phase diagram and the pressure and field dependence of the Fermi surface in UGe_22002

    • 著者名/発表者名
      T.Terashima, S.Uji他
    • 雑誌名

      Physical Review B 65・17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic phase diagram and the pressure and field dependence of the Fermi surface in UGe_22002

    • 著者名/発表者名
      T.Terashima, S.Uji et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 65-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Terashima, S.Uji他: "The Fermi Surface in the Kondo Semiconductor CeNiSn"PHYSICA B. 329-333. 535-536 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Umeo, T.Terashima他: "Field-induced magnetic transition in the heavy-fermion antiferromagnet Ce7Ni3"PHYSICAL REVIEW B. 67. 144408-1-144408-6 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M Endo, T.Terashima, S.Uji他: "Phase diagram and dHvA effect of PrPb3 under high pressure"ACTA PHYSICA POLONICA B. 34. 1027-1030 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M Endo, T.Terashima, S.Uji他: "Electronic structures of PrPb3 in the para- and antiferroquadrupolar phases"ACTA PHYSICA POLONICA B. 34. 1031-1034 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uji, T.Terashima他: "Superconductivity in organic alloys λ-(BETS)2FexGa1-xCl4"SYNTHETIC METALS. 137. 1183-1185 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uji, T.Terashima他: "Novel electronic properties under magnetic fields in organic conductors λ-(BETS)2FexGa1-xCl4"SYNTHETIC METALS. 133. 481-483 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Terashima, S.Uji, 他7名: "Magnetic phase diagram and the pressure and field dependence of the Fermi surface in UGe_2"Physical Review B. 65・17. 174501-1-174501-5 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Terashima, S.Uji, 他7名: "De Haas-van Alphen Effect Studies on the Ferromagnetic Superconductor UGe_2 under High Pressure"Journal of the Physical Society of Japan. 71・Suppl.. 29-32 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uji, T.Terashima, 他12名: "Magnetic phase diagram in field induced superconductors λ-(BETS)_2Fe_xGa_<1-x>Cl_4"International Journal of Modern Physics B. 16・20, 21&22. 3084-3088 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uji, T.Terashima, 他12名: "Global Phase Diagram of the Magnetic Field-Induced Organic Superconductors λ-(BETS)_2Fe_xGa_<1-x>Cl_4"Journal of the Physical Society of Japan. 72・2. 369-373 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Terashima, S.Uji, 他7名: "Fermi Surface Studies of the Ferromagnetic Superconductor UGe_2 Under High Pressure"Acta Physica Polonica B. 34・2. 427-430 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Aoki, T.Terashima, S.Uji, 他3名: "Evolution of Fermi Surface of Strongly Correlated f Electron System under Hydrostatic and Uniaxial Pressures"Journal of Physics : Condensed Matter 14, 10705 (2002). 14・44. 10705-10708 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2020-05-15  

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