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強い混成効効を示す充填スクッテルダイト化合物の純良単結晶育成と物性評価

研究課題

研究課題/領域番号 15072206
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関首都大学東京

研究代表者

佐藤 英行  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (80106608)

研究分担者 神木 正史  首都大学東京, 理工学研究科, 客員研究員 (30004451)
青木 勇二  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (20231772)
桑原 慶太郎  首都大学東京, 理工学研究科, 助手 (90315747)
菅原 仁  徳島大学, 総合科学部, 准教授 (60264587)
岩佐 和晃  東北大学, 理学研究科, 准教授 (00275009)
宮原 恒あき  首都大学東京, 理学研究科, 教授 (00106600)
石井 廣義  首都大学東京, 理学研究科, 助教授 (90128562)
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
148,800千円 (直接経費: 148,800千円)
2007年度: 16,300千円 (直接経費: 16,300千円)
2006年度: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円)
2005年度: 37,200千円 (直接経費: 37,200千円)
2004年度: 35,100千円 (直接経費: 35,100千円)
2003年度: 34,200千円 (直接経費: 34,200千円)
キーワード充填スクッテルダイト / 重い電子系 / 多重極秩序 / ラトリング / 新奇超伝導 / 磁場誘起秩序 / 強相関電子系 / c-f混成効果
研究概要

常圧フラックス法と高圧合成により充填スクッテルダイト純良結晶の合成を行い,領域内外研究グループに供給して共同研究を行った。同時に進めた,グループ内での研究を以下に例示する。
(1)常圧合成されたPrFe_4Sb_(12)の磁気特性の矛盾する報告の原因の解明を目指し,Prサイトの充填率が高い試料を合成して強磁性的な転移が消滅することを示した。(1)その機構を解明するため,中性子非弾性散乱実験により,高充填率試料の結晶場基底状態がバルク測定と矛盾しないΓ_1であることを示した。(2)更に,Yb系,Nd系に拡張し,磁気的特性への顕著な希土類サイ充填率依存を確認し,PrOe_4Sb_(12)の超伝導2段転移の原因としての充填率効果の検証を進めている。(2)As系の本質的な物性評価のために,高温高圧下での長時間合成を行い,Rfe_4As_(12)(R=La,Ce,Pr)の純良結晶の合成に成功した(LaFe_4As_(12)の残留抵抗比は,これまでと比較し格段に大きな64である)。この純良結晶での物性測定により,約5K以下で弱い遍歴電子強磁性を示すことを見出し,より高い"電子状態密度"を持つ常磁性体LaFe4Sb12と対比して不思議な,この強磁性機構を説明する提案を行った。(3)中性子回折実験により,CeOs_4Sb_(12)の約1K以下の秩序相において,弱いSDW的な反強磁性を確認したが,比熱などのバルク測定による相図と矛盾して磁場1T以上で消滅する。また,報告者により異なる高磁場相図の矛盾を解決すべく,単結晶での比熱測定を行い,大きな異方性を明らかにし,更に,転移温度以上で4f電子の磁気的揺らぎを示唆する顕著な臨界発散的な依存性を見出した。その揺らぎは,この物質で見出されてきた,種々の物性にあらわれた異常な振る舞いへの,磁気的な揺らぎによることを示唆している。

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

    (45件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (36件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件) 備考 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Low-lying excitations at the rare-earth site due to rattling motion in the filled skitterudite LaOs_4Sb_?12? revealed by ^<139>La NMR and ^<121/123>Sb NQR2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakai, K.Ishida, H.Sugawara, D.Kikuchi, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 77

      ページ: 411014-411014

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of Low-Energy Sm Phonon in SmRu_4P_?12?2008

    • 著者名/発表者名
      S.Tautsui, H.Kobayashi, D.Ishikawa, J.P.Sutter, et. al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 77

      ページ: 336014-336014

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weakly itinerant ferromangnetism in the filled skutterudite laFe_4As_?12?2008

    • 著者名/発表者名
      S.Tatsuoka, H.Sato, D.Kikuchi, K.Tanaka, M.Ueda, et. al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 77

      ページ: 337014-337014

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Symmetry of Low-Field Ordered phase of Phase of PrFe_4P_?12?:^<31>P NMR2007

    • 著者名/発表者名
      J.Kikuchi, M.Takigawa, H.Sugawara, and H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 76

      ページ: 337054-337054

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonmagnetic Ground State in Fully Filled Pr_xFe_4Sb_?12?(x=1.0)Synthesized under High Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, Y.Kawahito, Y.Yonezawa, D.Kikuchi, H.Aoki, K.Kuwahara, M.Ichihara, H.Sugawara, Y.Aoki, and H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 76

      ページ: 1037044-1037044

    • NAID

      110006448294

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific-Heat Ecidence for Octupolar Ordering in SmRu_4Sb_?12?2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Aoki, S.Sanada, D.Kikuchi, H.Sugawara, and H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 76

      ページ: 1037034-1037034

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-triplet superconductivity in PrOs_4Sb_<12> probed by muon Knight shift2007

    • 著者名/発表者名
      W.Higemoto, S.R.Saha, A.Koda, K.Ohishi, R.Kadono, Y.Aoki, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 75

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evidence for Point Nodes in the Superconducting Gape Function in the Filled Skutterudite Heavy-Fermion Compound PrOs_4Sb_<12> : ^<123>Sb-NQR Study under Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      K.Katayama, S.Kawasaki, M.Nishiyama, H.Sugawara, D.Kikuchi, H.Sato, G.-q.Zheng
    • 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] Universal Scaling in the Dynamical Conductivity of Heavy Fermion Ce and Yb Compounds2007

    • 著者名/発表者名
      H.Okamura, T.Watanabe, M.Matsunami, T.Nishihara, N.Tsujii, T.Ebihara, H.Sugawara, H.Sato, 他4名
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 76

      ページ: 23703-23703

    • NAID

      210000106523

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Studies of NMR in PrFe_4P_<12> -Suggestion of Antiferro-monopole Type Ordering-2007

    • 著者名/発表者名
      O.Sakai, J.Kikuchi, R.Shiina, H.Sato, H.Sugawara, 他2名
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 76

    • NAID

      110006203530

    • 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, M.Takigawa, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 76

    • NAID

      110006278030

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel electronic states realized in the filled skutterudites containing rare earth elements with more than one 4f-electrons2007

    • 著者名/発表者名
      H.Sato, D.Kikuchi, K.Tanaka, H.Aoki, K.Kuwahara, Y.Aoki, M.Kohgi, H.Sugawara, K.Iwasa
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat 310

      ページ: 188-194

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport and Magnetic Properties of Pressure- Induced Insulating Phase in PrFe_4P_<12>2006

    • 著者名/発表者名
      H.Hidaka, H.Kotegawa, S.Fukushima, N.Wada, T.C Kobayashi, H.Harima, K.Fujiwara, D.Kikuchi, H.Sato 他1名
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

    • NAID

      110004789080

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Heavy fermion behaviors in the Pr-based filled skutterudites2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Aoki, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 208-412

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2006 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, T.Sakakibara, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      ページ: 43707-43707

    • NAID

      110004729250

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Drastic Change in Transport of Entropy with Quadrupolar Ordering in PrFe_4P_<12>2006

    • 著者名/発表者名
      A.Pourret, K.Behnia, D.Kikuchi, Y.Aoki, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 96

      ページ: 176402-176402

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Transformation on the Pressure-Induced Metal-Insulator Transition in PrFe_4P_<12>2006

    • 著者名/発表者名
      D.Kawana, K.Kuwahara, M.Sato, M.Takagi, Y.Aoki, M.Kohgi, H.Sato, 他4名
    • 雑誌名

      J. Phy. Soc. Jpn. 75

    • NAID

      110004852744

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Novelty and variety of the characteristics found in the filled skutterudites2006

    • 著者名/発表者名
      H.Sato, H.Sugawara, D.Kikuchi, S.Sanada, K.Tanaka, H.Aoki, K.Kuwahara, Y.Aoki, M.Kohgi
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 46-50

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel Kondo Behaviors Realized in the Filled Skutterudite Structure2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Aoki, H.Sugawara, H.Harima, H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 209-221

    • NAID

      110001979355

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Exotic Heavy-Fermion State in Filled Skutterudite SmOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sanada, Y.Aoki, H.Aoki, A.Tsuchiya, D.Kikuchi, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 246-249

    • NAID

      110001979359

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of p-f Hybridization in the Metal-Nonmetal Transition of PrRu_4P_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      K.Iwasa, L.Hao, T.Hasegawa, T.Takagi, K.Horiuchi, Y.Mori, Y.Murakami, K.Kuwahara, M.Kohgi, H.Sugawara, S.R.Saha, Y.Aoki, H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 74

      ページ: 1930-1933

    • NAID

      110001979643

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiband Superconductivity in the Heavy Fermion Compound PrOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      G.Seyfarth, J.P.Brison, M.-A.Measson, J.Flouquet, K.Izawa, Y.Matsuda, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 95

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Observation of Quadrupolar Excitons in the Heavy-Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      K.Kuwahara, K.Iwasa, M.Kohgi, K.Kaneko, N.Metoki, S.Raymond, M.-A.Measson, J.Flouquet, H.Sugawara, Y.Aoki, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Let. 95

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport properties of the heavy-fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      H.Sugawara, M.Kobayashi, S.Osaki, S.R.Saha, T.Namiki, Y.Aoki, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

    • 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 PrRu_4P_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      K.Iwasa, L.Hao, K.Kuwahara, M.Kohgi, S.R.Saha, H.Sugawara, Y.Aoki, H.Sato, T.Tayama, T.Sakakibara
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Inelastic Neutron Scattering from CeOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      C.Yang, M.Kohgi, K.Iwasa, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 2862-2863

    • NAID

      110002250661

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] De Haas-van Alphen effect in the filled skutterudite SmFe_4P_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      D.Kikuchi, M.Kobayashi, H.Sugawara, Y.Aoki, H.Sato, H.Shishido, R.Settai, Y.Onuki
    • 雑誌名

      Physica B 359-361

      ページ: 874-876

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport properties in CeOs_4Sb_<12> : Possibility of the ground state being semiconducting2005

    • 著者名/発表者名
      H.Sugawara, S.Osaki, M.Kobayashi, T.Namiki, S.R.Saha, Y.Aoki, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] E Fermi surface of LaRu_4P_<12> : A clue to the origin of the metal-insulator transition in PrRu_4P_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      S.R.Saha, H.Sugawara, Y.Aoki, H.Sato, Y.Inada, H.Shishido, R.Settai, Y.Onuki, H.Harima
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel Features in the Flux-Flow Resistivity of the Heavy Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kobayashi, H.Sato, H.Sugawara, H.Fujiwara, Y.Aoki
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 74

      ページ: 1690-1693

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Exotic Heavy-Fermion State in Filled Skutterudite SmOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sanada, Y.Aoki, H.Aoki, A.Tsuchiya, D.Kikuchi, H.Sngawara, H.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 246-249

    • NAID

      110001979359

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Elastic Constant in Magnetic Fields and Singlet-Triplet State of Heavy Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      T.Goto, Y.Nemoto, K.Onuki, K.Sakai, T.Yamaguchi, M.Akatsu, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 263-266

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Flux-Line Lattice Distortion in PrOs_4Sb_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      A.D.Huxley, M.-A.Measson, K.Izawa, C.D.Dewhurst, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Let. 93

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High magnetic field phase diagram of PrOs_4Sb_<12>2004

    • 著者名/発表者名
      C.R.Rotundu, H.Tsuji, Y.Takano, B.Andraka, H.Sugawara, Y.Aoki, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Let. 92

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Probing the superconducting gap symmetry of PrRu_4Sb_<12> : A comparis on with PrOs_4Sb_<12>2004

    • 著者名/発表者名
      E.E.M.Chia, M.B.Salamon, H.Sugawara, H.Sato
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Superconducting phase diagram of the filled skuterrudite PrOs_4Sb_<12>2004

    • 著者名/発表者名
      M.-A.Measson, D.Braithwaite, J.Flouquet, G.Seyfarth, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 70

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Novel features realized in the filled skutterudite structure2007

    • 著者名/発表者名
      H. Sato,
    • 学会等名
      International Conference on New Quantum Phenomena in Skutterudite and Related Systems
    • 発表場所
      Kobe,Japan
    • 年月日
      2007-11-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Unconventional Heavy Fermion Superconductivity in PrOs_4Sb_?12?2007

    • 著者名/発表者名
      H. Sato,
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Supercond uctivity 2007
    • 発表場所
      Tsukuba,Japan
    • 年月日
      2007-11-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.org.Kobe-u.ac.Jp/skut/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [文献書誌] C.R.Rotundu: "High magnetic field phase diagram of PrOs_4Sb_<12>"Phys.Rev.Let.. 92. 037203-1-037203-4 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakanishi: "Elastic properties of the filled skutterudite compound NdFe_4P_<12>"Phys.Rev.B. 69. 064409 1-064409 5 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.E.M.Chia: "Probing the Superconducting Gap Symmetry of PrOs_4Sb_<12> : A Penetration Depth Study"Phys.Rev.Let.. 91. 247003 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Aoki: "Time-reversal symmetry-breaking superconductivity in heavy fermion PrOs_4Sb_<12> detected by muon spin relaxation"Phys.Rev.Let.. 91. 067003 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tayama: "Magnetic phase diagram of the heavy fermion superconducor 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] M.Kohgi: "Evidence for Magnetic-field-induced Ordering in the Heavy Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 1002-1005 (2003)

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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