超ウランネプチニウム化合物の強磁場磁化過程の研究

• 研究課題/領域番号: 17540324
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 杉山 清寛 大阪大学, 理学研究科, 助教授 (00187676)
• 研究分担者: 青木 大 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30359541)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2005年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 強磁場 / 超ウラン化合物 / ネプツニウム / 磁化測定 / 強相関電子系 / メタ磁性 / 磁気異方性 / 四極子相互作用

研究概要

測定装置を改良し、NpRhGa5の精密な強磁場磁化測定と、NpO_2とその参照物質なるUO_2の強磁場磁化測定を行った。Sigma90というメインの測定装置は大変高価で本研究では購入出来なかったが、本研究費をも用いて強磁場磁化測定装置の改良を行い、データーの飛躍的なクオリティの高い磁化過程の測定が可能になった。NpRhGa_5では磁化測定の精密な温度依存性を測ることで磁場-温度相図を完成した。その結果、低温低磁場下で安定な、[110]軸に磁気容易軸を持った大きな磁気異方性のある磁気モーメントが、強磁場中や温度上昇により、モーメントが小さく磁気異方性の小さい状態に1次の相転移で変わることが明らかになった。この低温での状態は倉本・Kissらによって四極子モーメント問の相互作用が重要だと指摘されており、f電子が局在的であると考えると自然に理解できる。一方、1K以下のドハース・ファンアルフェン効果でこの物質のf電子が遍歴であるというの結果と照らし合わせると、ネプツニウムの磁性が局在、遍歴と簡単に区別できる物ではなく、慎重に考えなければいけないことを示しており、とても重要な結果だと思われる。NpO_2の磁化過程は、最低温度、ネール点直下ともほぼ直線磁化を示し、Npイオン間の磁気相関が非常に強いことを示唆している。これらの結果は、強相関電子系の国際会議(ウイーン)、阪大国際フォーラム(ハノイ)、強磁場国際シンポジウム(仙台)、磁気国際会議(京都)、日本物理学会(京都、千葉、愛媛、鹿児島)などで発表し、特に磁気国際会議では会議中の数少ない口頭発表に選ばれた。

研究成果

• [雑誌論文] High-field magnetization in transuranium compound (2007)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Journal of Magnetism ＆ Magnetic Materials 310 ページ: 1789-1789
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] High-Field Magnetization in Transuranium Compound (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Sugiyama, H.Nakashima, D.Aoki, S.Ikeda, Y.Haga, E.Yamamoto, A.Nakamura, Y.Homma, Y.Shiokawa, K.Kindo, M.Hagiwara, Y.Onuki
  • 雑誌名: Journal of Magnetism ＆ Magnetic Materials 310 ページ: 1789-1789
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High-field magnetization in transuranium compound (2007)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Journal of Magnetism ＆ Magnetic Materials 310(印刷中)
• [雑誌論文] Magnetic properties of a transuranium compound NpRhGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Frontiers of Basic Science : Towards New Physics-Earth and Spece Science-Mathematics (阪大出版会) ページ: 329-329
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characteristic High-Field Magnetization in a Transuranium Antiferromagnet NpRhGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 75 ページ: 94707-94707
  • NAID: 110004789078
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characteristic metamagnetic transitions in NpRhGa_5 and UPtGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 51 ページ: 227-227
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] High-field magnetization of NpRhGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Physica B 378-380 ページ: 1013-1013
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] High-field magnetization of NpRhGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Sugiyama, D.Honda, H.Nakashima, D.Aoki, E.Yamamoto, A.Nakamura, K.Homma, Y.Shiokawa, K.Kindo, M.Hagiwara, Y.Onuki
  • 雑誌名: Physica B 378-380 ページ: 1013-1013
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characteristic High-Field Magnetization in a Transuranium Antiferromagnet NpRhGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Sugiyama, H.Nakashima, D.Aoki, Y.Haga, E.Yamamoto, A.Nakamura, Y.Homma, Y.Shiokawa, K.Kindo, M.Hagiwara, Y.Onuki
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 75 ページ: 94707-94707
  • NAID: 110004789078
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characteristic Metamagnetic Transitions in NpRhGa_5 and UPtGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Sugiyama, H.Nakashima, T.Yamada, D.Aoki, S.Ikeda, Y.Haga, E.Yamamoto, A.Nakamura, Y.Homma, Y.Shiokawa, K.Kindo, M.Hagiwara, Y.Onuki
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 51 ページ: 227-227
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High-field magnetization of NpRhGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Physica B (印刷中)
• [雑誌論文] Magnetic properties of a transuranium compound NpRhGa_5 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉山清寛
  • 雑誌名: Frontiers of Basic Science: Towards New Physics-Earth and Spece Science-Mathematics (阪大出版会) (印刷中)
• [雑誌論文] Magnetic Properties of a Transuranium Compound NpRhGa_5
  • 著者名/発表者名: K.Sugiyama, D.Honda, H.Nakashima, D.Aoki, E.Yamamoto, A.Nakamura, K.Honma, Y.Shiokawa, K.Kindo, M.Hagiwara, Y.Onuki
  • 雑誌名: Frontiers of Basic Science : Towards New Physics-Earth and Spece Science-Mathematics (Osaka Univ.Osaka,2006) ページ: 329-329
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より