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先進的な高圧下物性測定技術によるウラン強磁性超伝導物質の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05463
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

立岩 尚之  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50346821)

研究協力者 芳賀 芳範  
山本 悦嗣  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードウラン系強磁性超伝導 / 高圧実験 / 高圧下磁化測定 / スピンのゆらぎ / 臨界指数 / スピンのゆらぎ理論 / 強相関電子系 / 磁性
研究成果の概要

本研究課題では高圧下磁化測定を通してウラン強磁性超伝導物質の研究を行った。圧力セルに皿バネを導入し、より静水圧性の高い環境下で測定が可能になった。動的磁性の研究のため、Takahashiによるスピンのゆらぎ理論のアクチノイド5f電子系への適用を検討し、その妥当性を明らかにした。UGe2の高圧下磁化測定を行い、データをTakahashi理論で解析した。スピンのゆらぎの特性温度T0の圧力効果と超伝導転移温度Tscの強い相関を見出し、強磁性ゆらぎに起因する超伝導の特性を明らかにした。また、URhSi, URhAl, UGa2, UCu2Ge2などの強磁性化合物の磁気臨界現象を研究した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、高圧下磁化測定の実験手法が改善され、静水圧下の高い環境下における測定が可能になった。この手法は他の研究分野でも有益である。また、高温超伝導体等の研究では中性子散乱実験などを通して磁気ゆらぎと超伝導の相関が明らかにされ、理論的理解が進展してきた。この点、実験手段が限定されるウラン系化合物では進歩が遅れていた。本研究課題ではTakahashiによるスピンのゆらぎ理論を用いて、ウラン強磁性超伝導物質UGe2等の強磁性ゆらぎの定量的評価が行われ、ゆらぎと超伝導の相関が明らかにされた。他の強相関電子系超伝導物質との比較検討も可能になり、今後の研究の発展に寄与することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 11件、 査読あり 14件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] カレル大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel critical behavior of magnetization in URhSi: Similarities to the uranium ferromagnetic superconductors UGe2 and URhGe2019

    • 著者名/発表者名
      N. Tateiwa, Y. Haga,and E. Yamamoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.094417

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phenomenological approach to study the degree of the itinerancy of the 5f electrons in actinide ferromagnets with spin fluctuation theory2018

    • 著者名/発表者名
      N. Tateiwa, J. Pospisil, Y. Haga, H. Sakai, T. D. Matsuda, and E. Yamamoto
    • 雑誌名

      Progress in Nuclear Science and Technology

      巻: 5 号: 0 ページ: 104-107

    • DOI

      10.15669/pnst.5.104

    • ISSN
      2185-4823
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong correlation between ferromagnetic superconductivity and pressure-enhanced ferromagnetic fluctuations in UGe22018

    • 著者名/発表者名
      N. Tateiwa, Y. Haga, and E. Yamamoto
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTER

      巻: 121 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.237001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic field induced phenomena in UIrGe in fields applied along the b axis2018

    • 著者名/発表者名
      Jiri Pospisil, Yoshinori Haga, Yoshimitsu Kohama, Atsushi Miyake, Shinsaku Kambe, Naoyuki Tateiwa, Michal Valiska, Petr Proschek, Jan Prokleska, Vladimir Sechovsky, Masashi Tokunaga, Koichi Kindo, Akira Matsuo and Etsuji Yamamoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 1 ページ: 014430-014430

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.014430

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Consecutive magnetic phase diagram of UCoGe-URhGe-UIrGe system2018

    • 著者名/発表者名
      Pospisill Jiri、Haga Yoshinori、Miyake Atsushi、Kambe Shinsaku、Tateiwa Naoyuki、Tokunaga Yo、Honda Fuminori、Nakamura Ai、Homma Yoshiya、Tokunaga Masashi、Aoki Dai、Yamamoto Etsuji
    • 雑誌名

      Physica B: Condensed Matter

      巻: 536 ページ: 532-534

    • DOI

      10.1016/j.physb.2017.10.050

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystallographic, Magnetic, Thermal, and Electric Transport Properties in UPtIn Single Crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsumoto, Y. Haga, N. Tateiwa, E. Yamamoto, and Z. Fisk
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 2 ページ: 024706-024706

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.024706

    • NAID

      210000134704

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Critical behavior of magnetization in URhAl: Quasi-two-dimensional Ising system with long-range interactions2018

    • 著者名/発表者名
      N. Tateiwa, J. Pospisil, Y. Haga, and E. Yamamoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.064423

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      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Switching of magnetic ground states across the UIr1-x Rhx Ge alloy system2017

    • 著者名/発表者名
      Jiri Pospisil, Yoshinori Haga, Shinsaku Kambe, Yo Tokunaga, Naoyuki Tateiwa, Dai Aoki, Fuminori Honda, Ai Nakamura, Yoshiya Homma, Etsuji Yamamoto, Tomoo Yamamura
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 95 号: 15 ページ: 1551381-15

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.155138

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      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ScPd2Al3 - New polymorphic phase in Al-Pd-Sc system2017

    • 著者名/発表者名
      J. Pospisil, Y. Haga, K. Nakajima, N. Ishikawa, I. Cisarovam N. Tateiwa, E. Yamamoto, and T. Yamamura
    • 雑誌名

      SOLID STATE COMMUNICATIONS

      巻: 268 ページ: 12-14

    • DOI

      10.1016/j.ssc.2017.09.001

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure studies on the antiferromagnetic Kondo semiconductor Ce(Ru1-xRhx)2Al10 (x = 0,0.1)2017

    • 著者名/発表者名
      H. Tanida, K. Kitagawa, N. Tateiwa, M. Sera, and T. Nishioka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.235131

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Itinerant ferromagnetism in actinide 5f-electron systems: Phenomenological analysis with spin fluctuation theory2017

    • 著者名/発表者名
      Tateiwa Naoyuki、Posp??il Ji??、Haga Yoshinori、Sakai Hironori、Matsuda Tatsuma D.、Yamamoto Etsuji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 3 ページ: 035125-035125

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.035125

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electronic structure of ThRu2Si2 studied by angle-resolved photoelectron spectroscopy: Elucidating the contribution of U 5 f states in URu2Si22017

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimori, M. Kobata, Y. Takeda, T. Okane, Y. Smith, a. Fujimori, H. Yamagami, Y. Matsumoto, E. Yamamoto, N. Tateiwa and Y. Haga
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 12 ページ: 125117-125117

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.125117

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Pressure on Magnetism of UIrGe2017

    • 著者名/発表者名
      Jiri Pospisil, Jun Gouchi, Yoshinori Haga, Fuminori Honda, Yoshiya Uwatoko, Naoyuki Tateiwa, Shinsaku Kambe, Shoko Nagasaki, Yoshiya Homma, and Etsuji Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 4 ページ: 044709-044709

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.044709

    • NAID

      210000134344

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fermi Surface of ThRu2Si2 as a Reference to the Strongly Correlated Isostructural Metals Investigated by  Quantum Oscillations2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Haga, N. Tateiwa, H. Aoki, N. Kimura, T. Yamamura, E. Yamamoto, T. D. Matsuda, Z. Fisk, and H. Yamagami
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 85 号: 10 ページ: 104709-104709

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.104709

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] URh6X4(X=Si Ge)の電子状態と伝導特性2019

    • 著者名/発表者名
      芳賀芳範, 松本裕司, 立岩尚之, 山本悦嗣, 山村朝雄
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
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      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウラン強磁性化合物UGe2の高圧下磁化測定 III2019

    • 著者名/発表者名
      立岩尚之, 芳賀芳範, 山本悦嗣
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウラン系強磁性超伝導物質UGe2の高圧下磁化測定2018

    • 著者名/発表者名
      立岩尚之, 芳賀 芳範, 山本 悦嗣
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウラン強磁性超伝導物質UGe2を中心とした高圧下磁化測定による研究2018

    • 著者名/発表者名
      立岩 尚之, 芳賀 芳範, 山本 悦嗣, Jiri Pospisill
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会(物性)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウラン化合物強磁性体URh6Si4単結晶の物性及び関連物質の探索2018

    • 著者名/発表者名
      芳賀 芳範, 松本 裕司, 立岩 尚之, 山本 悦嗣
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会(物性)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナローギャップ半導体b-US2の33^S-NMR2018

    • 著者名/発表者名
      酒井宏典, 服部泰佑, 比嘉 野乃花, 徳永 陽, 立岩 尚之, 山本 悦嗣, 芳賀 芳範, 神戸 振作, A. P. Reyes, E. D. Bauer, F. Ronning, J. D. Thompson
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会(物性)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 33^S-NMR study in b-US22018

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, T. Hattori, N. Higa, Y. Tokunaga, N. Tateiwa, E. Yamamoto, Y. Haga, S. Kambe, A. P. Reyes, E. D. Bauer, F. Ronning, J. D. Thompson
    • 学会等名
      International Workshop on Dual Nature of f-electrons (IWDN 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ferromagnetic superconductivity mediated by pressure-enhanced spin fluctuation developed around the phase boundary of FM1 and FM2 in UGe22018

    • 著者名/発表者名
      N. Tateiwa Y. Haga, and E. Yoshinori
    • 学会等名
      21st International Conference on Magnetism (ICM 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウラン強磁性化合物UGe2の高圧下磁化測定2018

    • 著者名/発表者名
      立岩尚之、芳賀芳範、山本悦嗣
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 物性測定用精密高圧セルの開発と磁性研究への応用2017

    • 著者名/発表者名
      立岩尚之
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アクチノイド5f電子系強磁性化合物のスピンのゆらぎ特性温度について2017

    • 著者名/発表者名
      立岩尚之、J. Pospisil、芳賀芳範、酒井宏典、松田達磨、山本悦嗣
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウラン系強磁性超伝導物質の高圧下磁化測定2017

    • 著者名/発表者名
      立岩尚之、芳賀芳範、山本悦嗣
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of miniature high pressure cell for magnetic measurements to study on strongly correlated electron system2017

    • 著者名/発表者名
      N. Tateiwa
    • 学会等名
      The 55th European High Pressure Research Group (EHPRG) conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phenomenological approach to study the degree of the itinerancy of the 5f electrons in a actinide ferromagnets with spin fluctuation theory2017

    • 著者名/発表者名
      N. Tateiwa, J. Pospisil, Y. Haga, H. Sakai, T. D. Matsuda, and E. Yamamoto
    • 学会等名
      ACTINIDE 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウラン強磁性化合物の高圧研究:秩序状態の圧力効果2016

    • 著者名/発表者名
      立岩 尚之、芳賀 芳範
    • 学会等名
      第57回高圧討論会
    • 発表場所
      筑波大学大学会館(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウラン5f電子系の強磁性状態の圧力効果2016

    • 著者名/発表者名
      立岩尚之、芳賀芳範、山本悦嗣
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Miniature ceramic anvil cell mCAC for magnetic measurements under high pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Tateiwa
    • 学会等名
      第17回半導体と超伝導に関する国際会議:HPAP-17&WHS
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 日本原子力研究開発機構 先端基礎研究センター

    • URL

      https://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 日本原子力開発機構/先端基礎研究センター/重元素材料物性研究グループ

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 日本原子力開発機構/先端基礎研究センター/重元素材料物性研究グループ

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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