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セリウム近藤半導体の異方的なギャップ構造と特異な磁気秩序の相間

研究課題

研究課題/領域番号 15J01007
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(実験)
研究機関広島大学

研究代表者

川端 丈  広島大学, 先端物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード強相関電子系 / 希土類化合物 / トンネル分光 / 重い電子系 / 近藤半導体 / 反強磁性 / 反強磁性体 / f電子系 / 擬ギャップ
研究実績の概要

フェルミ準位EFに混成ギャップをもつ近藤半導体CeOs2Al10は,Ce化合物としては極めて高いTN = 28.5 Kで反強磁性(AFM)転移する。この原因を探るために, 前年度までに4f/5d正孔と5d電子ドープ系の磁性と伝導および微分コンダクタンスdI/dVを測定してきた。その結果, 三種のドープ量増加により磁性や伝導の変化は大きく異なるにもかかわらず, これらは共通して, 混成ギャップV1と反強磁性に伴うギャップVAFがTNの低下と相関して減少すること, EFでの状態密度N(EF)に比例するゼロバイアスでのdI/dVの値(ZBC)は, TNの低下と逆相関して増加することが判った。これは, 高いTNのAFM転移には混成ギャップが必要であること, ギャップ内状態の発達によってギャップが埋まることを示唆した。更に重要な共通点は, V1とVAFが共存する領域でのみZBCがTNより高いT*で減少し始めることである。この結果は, CeOs2Al10ではAFM転移よりも高温からN(EF)が減少することを意味するが, その原因は不明であった。
そこで本年度は, このN(EF)減少の原因を電気伝導の異方性の観点から明確にするために, N(E=EF)のエネルギー変化に敏感である熱電能Sに着目し, 4f正孔ドープ系のSを測定し, 以前測定した5d正孔/電子ドープ系の結果と比較した。無置換系のSは, 混成ギャップが開く80 K以下で減少し, b軸方向のみ36 K(= TS)以下で減少する。このTSは, 三種類のドープで共通して低下するが, その値はZBCが減少し始める温度T*とよく一致した。この結果から, N(EF)の減少する原因は, 混成ギャップの開いた状態で, 転移温度より高温から準粒子伝導がb軸方向で変化するためであることが判った。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Interplay between hybridization gaps and antiferromagnetic gap in the hole-doped Kondo semiconductor Ce(Os1-yRey)2Al102017

    • 著者名/発表者名
      J. Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, A. Sugimoto, Y. Muro, and T. Takabatake
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 807 ページ: 012008-012008

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/1/012008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Dilution effects on the antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al102017

    • 著者名/発表者名
      Y. Okada, J. Kawabata, Y. Yamada, Y. Muro, and T. Takabatake
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 807 ページ: 022003-022003

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/2/022003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uniaxial pressure effects on the unusual antiferromagnetic transition in the Kondo semiconductor CeOs2Al102017

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, K. Umeo, Y. Yamada, J. Kawabata, Y. Muro, and T. Takabatake
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 807 号: 2 ページ: 022002-022002

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/2/022002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Doping effects on the hybridization gap and antiferromagnetic order in the Kondo semiconductor CeOs2Al10 studied by break-junction experiments2017

    • 著者名/発表者名
      J. Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, Y. Okada, A. Sugimoto, Y. Muro, T. Takabatake
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 95

      巻: 95 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.035144

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Doping effects on the electronic structure of an antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al10: An optical study with Re and Ir substitution2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura, H. Takao, J. Kawabata, Y. Yamada, T. Takabatake
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 85 号: 12 ページ: 123705-123705

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.123705

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Si substitution on the antiferromagnetic ordering in the Kondo semiconductor CeRu2Al102016

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, Y. Muro, T. Fukuhara, J. Kawabata, T. Kuwai, T. Takabatake
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 3 ページ: 034714-034714

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.034714

    • NAID

      210000133873

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hybridization gaps and antiferromagnetic gap in the Kondo semiconductors CeT2Al10 (T=Fe and Os) observed by break-junction tunneling spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      . Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, Y. Sakai, A. Sugimoto, Y. Muro, T. Takabatake
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 20

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.201113

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic thermopower of the antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al10 doped with 5d electrons and holes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, J. Kawabata, T. Onimaru, T. Takabatake
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 号: 8 ページ: 084705-084705

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.084705

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Chemical Pressure Effect on the Antiferromagnetic Kondo Semiconductor Ce(Ru1-xFex)2Al102015

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, Y. Muro, T. Fukuhara, T. Kuwai, J. Kawabata, T. Takabatake, M. Hagihara, K. Motoya
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 75 ページ: 121-126

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.017

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 反強磁性近藤半導体CeOs2Al10の三段ギャップ構造に対するLa希釈効果2017

    • 著者名/発表者名
      川端 丈,浴野 稔一, 岡田 泰洋, 山田 義大,杉本 暁, 室 裕司, 高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性近藤半導体CeT2Al10(T = Ru, Os)のc-f混成および擬ギャップに対する一軸圧力効果2017

    • 著者名/発表者名
      林慶介, 竹内崇志, 川端丈, 梅尾和則, 室裕司, 高畠敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 近藤半導体CeT2Al10(T=Ru, Os)における磁場誘起相の磁場方向依存性II2017

    • 著者名/発表者名
      近藤晃弘, 金道浩一, 中川史也, 片岡真一, 谷田博司, 世良正文, 川端丈, 高畠敏郎, 西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CeOs2Al10の光学伝導度スペクトルのホール・電子ドープ効果2017

    • 著者名/発表者名
      木村真一, 高尾一, 山田義大, 川端丈, 高畠敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 近藤半導体CeT2Al10(T = Ru, Os, Fe)の特異な反強磁性秩序に対する一軸圧力効果2017

    • 著者名/発表者名
      竹内崇志, 林慶介, 川端丈, 梅尾和則, 高畠敏郎, 室裕司
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パルスマグネットを用いた近藤半導体CeT2Al10 (T=Ru, Os, Fe)の圧力下磁気抵抗 II,2017

    • 著者名/発表者名
      近藤晃弘, 金道浩一, 中川史也, 片岡真一, 谷田博司, 世良正文, 川端丈, 高畠敏郎, 西岡孝,
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 近藤半導体CeT2Al10 (T = Ru,Os)の特異な反強磁性転移に対する一軸圧力効果,2017

    • 著者名/発表者名
      林慶介, 竹内崇志, 川端丈, 梅尾和則, 室裕司, 高畠敏郎,
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Roles of hybridization in the unusual antiferromagnetic order in Kondo semiconductors CeT2Al10 (T = Ru and Os),2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takabatake, J. Kawabata, K. Hayashi, T. Takeuchi, Y. Yamada, Y. Okada, K. Umeo, T. Ekino, A. Sugimoto, Y. Muro,
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近藤半導体CeOs2Al10の三段のギャップに対する4f正孔及び5d正孔/電子ドープの効果2016

    • 著者名/発表者名
      川端 丈,浴野 稔一, 岡田 泰洋, 山田 義大,杉本 暁, 室 裕司, 高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第72年次大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 近藤半導体CeT2Al10(T=Ru, Os)の一軸圧下における反強磁性転移の格子ひずみ依存性2016

    • 著者名/発表者名
      林慶介, 竹内崇志, 川端丈, 梅尾和則, 室裕司, 高畠敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第72年次大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パルスマグネットを用いた近藤半導体CeT2Al10 (T=Ru, Os, Fe)の圧力下磁気抵抗2016

    • 著者名/発表者名
      近藤晃弘, 金道浩一, 山本昇由, 片岡真一, 谷田博司, 世良正文, 川端丈, 高畠敏郎, 西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会 第72年次大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of in-gap states in the antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al10 by doping of 5d electrons and holes2016

    • 著者名/発表者名
      J. Kawabata, T. Ekino, Y. Yamada, A. Sugimoto, Y. Muro, T. Takabatake
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2016)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dilution and Doping Effects on the Antiferromagnetic Kondo Semiconductor CeOs2Al102016

    • 著者名/発表者名
      T. Takabatake, Y. Okada, J. Kawabata, Y. Yamada, K. Hayashi, T. Ekino, Y. Muro
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2016)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Uniaxial pressure effects on the unusual antiferromagnetic transition in the Kondo semiconductor CeOs2Al102016

    • 著者名/発表者名
      K. Hayahsi, K. Umeo, Y. Yamada, J. Kawabata, Y. Muro, T. Takabatake
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2016)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近藤半導体CeOs2Al10の5d正孔・電子ドープによるギャップの抑制とin-gap statesの発達2016

    • 著者名/発表者名
      川端 丈, 浴野 稔一, 山田 義大, 杉本 暁, 室 裕司, 高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第71年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 近藤半導体CeOs2Al10の磁気転移とc-f混成に対する一軸圧力効果2016

    • 著者名/発表者名
      林 慶介, 山田 義大, 川端 丈, 梅尾 和則, 高畠 敏郎, 室 裕司
    • 学会等名
      日本物理学会 第71年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 近藤半導体CeOs2Al10の反強磁性秩序に対するLa希釈効果2016

    • 著者名/発表者名
      岡田 泰洋, 山田 義大, 川端 丈, D. T. Adroja, 高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第71年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 近藤半導体CeT2Al10(T=Ru, Os)における磁場誘起相の磁場方向依存性2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃弘, 金道 浩一, 中川 史也, 片岡 真一, 谷田 博司, 世良 正文, 川端 丈, 高畠 敏郎, 西岡 孝
    • 学会等名
      日本物理学会 第71年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 破断接合法トンネル分光で観測した近藤半導体CeOs2Al10の5d電子・正孔ドープによるギャップ構造の抑制2015

    • 著者名/発表者名
      川端 丈, 山田 義大, 高畠 敏郎, 坂井 優太, 杉本 暁, 浴野 稔一, 室 裕司
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CeOs2Al10の電子構造の電子・ホールドープ効果II2015

    • 著者名/発表者名
      高尾一, 亀井俊, 山田 義大, 川端 丈, 高畠 敏郎, 木村真一
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性近藤半導体CeOs2Al10のLa置換効果2015

    • 著者名/発表者名
      岡田 泰洋, 山田 義大, 川端 丈, 高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CeT2Al10(T=Ru, Os)置換系におけるスピンギャップの磁場効果II2015

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃弘, 金道 浩一, 中川 史也, 吉田 康助, 谷田 博司, 世良 正文, 川端 丈, 高畠 敏郎, 西岡 孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ce(Os1-yRey)2Al10の高分解能光電子分光2015

    • 著者名/発表者名
      永山 貴将, 寺嶋 健成, 川端 丈, 山田 義大, 高畠 敏郎, 脇田 高徳, 村岡 祐治, 横谷 尚睦
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Break-Junction tunneling spectroscopy of Kondo semiconductors CeT2Al10 (T = Fe, Os)2015

    • 著者名/発表者名
      J. Kawabata, Y. Yamada, T. Takabatake, Y. Sakai, A. Sugimoto, T. Ekino, Y. Muro
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropic thermopower of the antiferromagnetic Kondo semiconductor CeOs2Al10 doped with 5d electrons and holes2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takabatake, Y. Yamada, J. Kawabata, T. Onimaru, Y. Muro
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropic chemical pressure effect on the antiferromangetic Kondo semiconductor Ce(Ru1-xFex)2Al102015

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, Y. Muro, T. Fukuhara, T. Kuwai, J. Kawabata, T. Takabatake, M. Hagiwara, K. Motoya
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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