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充填スクッテルダイト構造に由来する新奇量子現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15072203
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

榊原 俊郎  東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)

研究分担者 上田 和夫  東京大学, 物性研究所, 教授 (70114395)
瀧川 仁  東京大学, 物性研究所, 教授 (10179575)
辛 埴  東京大学, 物性研究所, 教授 (00162785)
上床 美也  東京大学, 物性研究所, 准教授 (40213524)
松田 裕司 (松田 祐司)  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50199816)
武田 直也  新潟大学, 大学院工学研究科, 教授 (80242171)
石川 征靖  東京大学, 物性研究所, 教授 (70159705)
研究期間 (年度) 2003 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
117,500千円 (直接経費: 117,500千円)
2007年度: 17,900千円 (直接経費: 17,900千円)
2006年度: 21,400千円 (直接経費: 21,400千円)
2005年度: 21,700千円 (直接経費: 21,700千円)
2004年度: 29,800千円 (直接経費: 29,800千円)
2003年度: 26,700千円 (直接経費: 26,700千円)
キーワード多極子秩序 / スカラー秩序 / 異方的超伝導 / 非フェルミ液体 / 核磁気緩和率 / スクッテルダイト / ベータパイロクロア / ラットリング / 超伝導転移 / 圧力効果 / スカラー型秩序変数 / 核磁気共鳴 / 磁化測定 / ダイヤモンドアンビルセル / ホール効果 / 磁場誘起転移 / 緩和時間 / オフセンター振動 / 光電子分光 / 量子臨界現象 / 異方的超伝導体 / ギャップ対称性 / 比熱測定 / 反強四重極転移 / NMR / 超伝導転移温度圧力依存性 / 四重極秩序 / 中性子散乱 / 磁気相図 / 金属非金属転移
研究概要

PrFe_4P_<12>の熱膨張測定から、スカラー秩序相において立方対称性が破れていないことを高い精度で示した。またPrをLaでわずかに置換することで強磁性が誘起されることから、ネスティングを伴うスカラー秩序と強磁性とが競合していることを明らかにした。
SmFe_4P_<12>、Ce_2Pd_3Si_5、Ce_2RhSi_3の圧力下電気抵抗測定を行い、それぞれの圧力相図を得た。SmFe_4P_<12>は8GPaの圧力下においても強磁性秩序が1.5K以下で出現し、ほとんど圧力依存しないことを明らかにした。
CeFe_4P_<12>において、硬X線励起Ce3d内殻光電子スペクトル、及び軟X線励起Ce3d-4f共鳴光電子分光の結果から、Ceの4f電子と伝導電子との間に働く強い混成効果とエネルギーギャップの起源を明らかにした。
超伝導体LaOs_4P_<12>の純良単結晶を用いて磁揚中比熱の研究を行い、新しい相転移を発見した。この相転移は磁場の影響を受けず、超伝導転移の影響も受けていない点でベータパイロクロアにおける奇妙な相転移と類似している。
PrRu_4P_<12>におけるRu核のNQR測定を行い、極低温においても磁気揺らぎが残っていること、更に1K以下で核磁気緩和率の異常な増大を見出した。
準2次元重い電子系化合物CeMIn_5(M=Co,Rh.Jr)の超伝導転移温度以上の正常状態における輸送現象を測定し、非フェルミ流体的な振る舞いを系統的に調べ高温超伝導体との比較を行った。
重い電子系超伝導体URu_2Si_2の超純良単結晶を用いて磁場中での比熱・熱伝導度の測定を行い超伝導対称性の決定を行うと同時に、準粒子状態の異常性も明らかにした。
ベータパイロクロア超伝導体でみられる、上に凸の温度依存性を持った電気抵抗や低温でピークを持ち高温で定数となる核磁気緩和率などこれまでにない現象について、ラットリングが電子系と結合したモデルを用いて説明できることを自己無撞着な調和近似を用いて明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (65件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (50件) (うち査読あり 11件) 文献書誌 (15件)

  • [雑誌論文] Field-Angle-Dependent Specific Heat Measurements and Gap Deter mination of a Heavy Fermion Superconductor URu_2Si_22008

    • 著者名/発表者名
      K. Yano
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100

      ページ: 170041-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic structure of semiconducting CeFe_4P_<12>: Strong hybridization and relevance of single-impurity Anderson model2008

    • 著者名/発表者名
      M. Matsunami
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 77

      ページ: 1651261-5

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulk Electronic Structure of the Antiferromagnetic Superconducting Phase in ErNi_2B_2C2008

    • 著者名/発表者名
      T. Baba
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100

      ページ: 170031-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flux Line Lattice Melting and the Formation of a Coherent Quasiparticle Bloch State in Ultraclean URu_2Si_2 Superconductor2008

    • 著者名/発表者名
      R. Okazaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100

      ページ: 370041-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study of NMR relaxation due to rattling phonons2008

    • 著者名/発表者名
      T. Dahm
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solids (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of La Impurities on the Phase Transitions in PrFe_4P_<12>2007

    • 著者名/発表者名
      T. Tayama
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 837021-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of SmFe4P12 at Pressures to 8 GPa2007

    • 著者名/発表者名
      N. Kurita
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76,Suppl.A

      ページ: 64-65

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Hydrostatic Pressure on the Electrical Resistivity of PrOs_4Sb_<12> up to 10 GPa2007

    • 著者名/発表者名
      N. Kurita
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76,Suppl.A

      ページ: 150-151

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Symmetry Lowering Associated with the, Metal-Insulator Transition in SmRu_4P_<12> by 101Ru-NQR2007

    • 著者名/発表者名
      S. Masaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 74

      ページ: 437141-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exotic Superconducting Properties in the Electron-Hole Compensated Heavy Fermion Semimetal URu_2Si_22007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kasahara
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 99

      ページ: 1164021-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR relaxation and resistivity from rattling phonons in pyrochlore superconductors2007

    • 著者名/発表者名
      T. Dahm
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 99

      ページ: 1870031-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Fermi liquid behavior in the magnetotransport of CeMIn_5 (M : Co and Rh) : Striking similarity between quasi two-dimensional heavy fermion and high-T_c cuprates2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakajima et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 76

      ページ: 24703-24703

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of two spin gap energies in the filled skutterudite compound CeOs_4Sb_<12>2007

    • 著者名/発表者名
      D.A.Adroja et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 75

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Raman scattering study of the skutterudite compounds2007

    • 著者名/発表者名
      N.Ogita et al.
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mat. 310

      ページ: 948-950

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Relation between superconductivity and superstructure in Ce_2RhIn_82007

    • 著者名/発表者名
      M.Koeda et al.
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mat. 310

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Superconductivity of PrOs_4Sb_<12> at pressures to 10 GPa2007

    • 著者名/発表者名
      N.Kurita et al.
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mat. 310

      ページ: 611-613

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the Symmetry of Low-Field Ordered Phase of PrFe_4P_<12> : ^<31>P NMR2007

    • 著者名/発表者名
      J.Kikuchi et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 76

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The superconducting gap structure of PrOs_4Sb_<12> and CeRu_2 probed by C(H,ψ)2007

    • 著者名/発表者名
      J.Custers et al.
    • 雑誌名

      J. Mag. Mag. Mater. 310

      ページ: 700-702

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nodal Structures of Heavy Fermion Superconductors Probed by the Specific-Heat Measurements in Magnetic Fields2007

    • 著者名/発表者名
      T.Sakakibara et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76(印刷中)

    • NAID

      110006273160

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Angle-Resolved Magnetization Study of the Multipole Ordering in PrFe_4P_<12>2007

    • 著者名/発表者名
      H.Sato et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Conductivity of the Pyrochlore Superconductor KOs_2O_6 : Strong Electron Correlations and Fully Gapped Superconductivity.2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kasahara et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 96

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state in a perpendicular field of quasi two-dimensional CeCoIn_52006

    • 著者名/発表者名
      K.Kumagai et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 97

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nodal structure of unconventional superconductors probed by angle resolved thermal transport measurements2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda et al.
    • 雑誌名

      J. Phys : Condens. Matter 18

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Low energy excitations of the one-dimensional attractive SU(4) Hubbard Model2006

    • 著者名/発表者名
      J.Zhao et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 74

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of Hall Coefficient in Two-Dimensional Heavy Fermion CeCoIn_52006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakajima et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Specific Heat Measurements on a Modulated Quadrupolar Ordering Compound PrPb_3 at Very Low Temperatures2006

    • 著者名/発表者名
      T.Morie et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.Suppl. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoemission Spectroscopy of Ce-filed Skutterudites2006

    • 著者名/発表者名
      M.Matsunami et al.
    • 雑誌名

      Physica B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Physical Properties and Phase Diagram of Geometrically Quadrupolar-Frustrated System DyB_42006

    • 著者名/発表者名
      R.Watanuki et al.
    • 雑誌名

      Physica B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Field-Orientation Dependence of the Specific Heat of PrOs_4Sb_<12>2006

    • 著者名/発表者名
      J.Custers et al.
    • 雑誌名

      Physica B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure Effect on Superconductivity and Antiferroquadrupolar Order in PrOs_4Sb_<12>2006

    • 著者名/発表者名
      T.Tayama et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75, No.4(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The development of a high pressure micro-cell for magnetization and specific heat measurements : the effect of pressure on the magnetism in CeAg2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Uwatoko et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Condens.Matter 17

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] NMR Study of the new filled skutterudite superconductor YFe_4P_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      K.Magishi et al.
    • 雑誌名

      PhysicaB 359-361

      ページ: 883-885

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of the crystal field potential on the superconducting properties of PrRu_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      D.A.Adroja et al.
    • 雑誌名

      PhysicaB 359-361

      ページ: 983-985

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Probing the vortex state of PrSu_4Sb_<12> through muon spin rotation and relaxation2005

    • 著者名/発表者名
      D.A.Adroja et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quadrupolar order and field-induced heavy-fermion state in the filled skutterudite PrFe_4P_<12> via ^<31>P NMR2005

    • 著者名/発表者名
      J.Kikuchi et al.
    • 雑誌名

      Physica B 359-361

      ページ: 877-879

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of 4f-Electron States in the Metal-Insulator Transition of PrRu4P_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      K.Iwasa et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of modulated quadrupole structures in PrPb_32005

    • 著者名/発表者名
      T.Onimaru et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase Diagrams and Ground State Magnetic Properties of Pr-based Filled Skutterudites2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sakakibara et al.
    • 雑誌名

      Physica B 359-361

      ページ: 836-843

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase Diagrams and Ground State Magnetic Properties of Pr-based Filled Skutterudites2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sakakibara et al.
    • 雑誌名

      Physica B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Quadrupolar order and field-induced heavy-fermion state in the filled skutterudite PrFe_4P_<12> via ^<31>P NMR2005

    • 著者名/発表者名
      J.Kikuchi et al.
    • 雑誌名

      Physica B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoemission Spectroscopic Evidence of Gap Anisotropy in an f-Electron Superconductor2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kiss et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

      ページ: 57001-57001

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Texture in the Superconducting Order Parameter of CeCoIn_52005

    • 著者名/発表者名
      K.Kakuyanagi et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

      ページ: 47602-47602

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] New High-Field Ordered State in PrFe_4P_<12>2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tayama et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 3258-3261

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Competition between Kondo effect and ferromagnetic interaction in skutterudite La_<1-x>Sm_xFe_4P_<12>2004

    • 著者名/発表者名
      N.Takeda et al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. 272-276

      ページ: 64-65

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of the hybridization gap formation in a heavy fermion compound : CeRu_4Sb_<12>2004

    • 著者名/発表者名
      D.A.Adroja et al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. 272-276

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetization study of the heavy fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tayama et al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. 272-276

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure effects on the Kondo-lattice compound Ce_2Pd_3Si_52004

    • 著者名/発表者名
      M.Abliz et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Superconducting Gap Function in Antiferromagnetic Heavy-Fermion Upd_2Al_3 Probed by Angle Resolved Magnetothermal Transport Measurements2004

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Angle-resolved magnetization measurements on antiferroquadrupolar ordering system PrPb_3:evidence for anisotropic quadrupolar interaction2004

    • 著者名/発表者名
      T.Onimaru et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 2377-2380

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Low temperature magnetization study on the phase IV ordering in Ce_xLa_<1-x>B_6 under [111] uniaxial pressure2004

    • 著者名/発表者名
      T.Morie et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 2381-2384

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Izawa et al.: "Multiple Superconducting Phases in New Heavy Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>"Phys.Rev.Lett.. 90. 117001 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kakuyanagi et al.: "Antiferromagnetic vortex core in Tl_2Ba_2CuO_<6+δ> studied by nuclear magnetic resonance"Phys.Rev.Lett.. 90. 197003 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shibata et al.: "Anomalous Flux Flow Resistivity in Two Gap Superconductor MgB_2"Phys.Rev.B. 68. 060501 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakajima et al.: "Normal-state Hall Angle and Magnetoresistance in quasi-2D Heavy Fermion CeCoIn_5 near a Quantum Critical Point."J.Phys.Soc.Jpn. 73. 5-8 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tayama et al.: "Magnetic phase diagram of the heavy fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>"J.Phys.Soc.Jpn. 72. 1516-1522 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.T.Adroja et al.: "Investigation of the spin gap formation in a heavy fermion skutterudite compound CeRu_4Sb_<12>"Phys.Rev.B. 68. 094425 (2003)

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  • [文献書誌] I.Shirotani et al.: "Superconductivity of new filled skutterudite YFe_4P_<12> prepared at high pressure"J.Phys.Condens.Matter. 15. S2201 (2003)

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  • [文献書誌] N.Takeda et al.: "Ferromagnetic Kondo-lattice compound SmFe_4P_<12>"J.Phys.:Condens.Matter. 15. L229 (2003)

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  • [文献書誌] H.Harima et al.: "Origin of the Metal-Insulator Transition in PrRu_4P_<12>"Acta Physica Polonica B. 34. 1189-1192 (2003)

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  • [文献書誌] S.H.Curnoe et al.: "Quadrupolar ordering in half-integral spin systems"Physica B. 329-323. 474-475 (2003)

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  • [文献書誌] T.Maehira et al.: "Electronic Structure and Fermi Surface of PuCoGa_5 and NpCoGa_5"Phys.Rev.Lett.. 90. 207007-1-207007-4 (2003)

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  • [文献書誌] H.Aoki et al.: "Field-angle dependence of the zero-energy density of states in the unconventional heavy-fermion superconductor CeCoIn_5"J.Phys.Condens.Matter. 16. L13-L19 (2004)

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  • [文献書誌] T.Sakakibara et al.: "Liquid-gas transition in the spin-ice dysprosium titanate"J.Mag.Mag.Mater. (印刷中).

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  • [文献書誌] N.Takeda et al.: "Competition between Kondo effect and ferromagnetic interaction in skutterudite La_<1-x>Sm_xFe_4P_12"J.Magn.Magn.Mater. (印刷中).

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  • [文献書誌] D.T.Adroja et al.: "Study of the hybridization gap in a heavy fermion compound : CeRu_4Sb_<12>"J.Magn.Magn.Mater. (印刷中).

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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