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軌道自由度が活性な強相関系における新奇量子凝縮状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H02920
研究種目

基盤研究(B)

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 (2018-2021)
東京工業大学 (2017)

研究代表者

井澤 公一  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90302637)

研究分担者 細井 優  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00824111)
町田 洋  東京工業大学, 理学院, 助教 (40514740)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード強相関電子系 / 多極子 / 四極子自由度 / 四極子近藤効果 / c-f混成効果
研究成果の概要

多極子自由度が活性なPr系化合物における多重極限下での輸送係数の結果をもとに温度-磁場相図を構築した.その結果,PrRh2Zn20では,四極子近藤効果に由来する非フェルミ液体状態を含む,多極子自由度によりもたらされた4つの特異な電子状態が存在することが明らかになった.これに対し,混成の弱いPrT2Cd20(T=Rh,Pt)では,明確な四極子秩序は見られないが,非フェルミ液体状態は存在することが明らかとなった.この混成の違いによる相図の変化は,多極子由来の特異な電子状態の理解に,希土類化合物の電子状態を広く説明してきた従来のドニアック描像とは異なる考え方が必要であることを強く示唆している.

研究成果の学術的意義や社会的意義

f電子を持つ希土類化合物やアクチノイド化合物で見られる磁気秩序や非フェルミ液体的挙動,非従来型超伝導といった物性物理学における極めて重要な現象の多くは,f電子のスピン自由度に由来し,ドニアック描像で概ね理解されてきた.それに対し,本研究で得られた系統的な結果が,ドニアック描像の予想とは異なることが示されたことにより,四極子自由度による物理を考える場合には,すでに標準的な考え方として浸透しているドニアック描像とは別の考え方が必要であることを強く示唆している.このことは,f電子系で見られる特異な現象の統一的理解だけでなく新奇物性の開拓にも重要な情報を与え,当該分野の進展への貢献が期待される.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Observation of Poiseuille flow of phonons in black phosphorus2018

    • 著者名/発表者名
      Machida Yo、Subedi Alaska、Akiba Kazuto、Miyake Atsushi、Tokunaga Masashi、Akahama Yuichi、Izawa Koichi、Behnia Kamran
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 6 ページ: 3374-3374

    • DOI

      10.1126/sciadv.aat3374

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 非クラマース系 PrRh2Cd20 における電気輸送特性と温度磁場相図の異方性2021

    • 著者名/発表者名
      野村尚矢, 小林寅弘, 足立涼, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 広瀬雄介, 土塔寛, 河野琢馬, 摂待力生
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 強トロイダル金属UNi4B における非相反伝導2021

    • 著者名/発表者名
      多田勝哉, 室谷拓海, 宮本大輝, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 強トロイダル秩序候補金属UNi4Bにおける電流誘起Hall効果の周波数特性2021

    • 著者名/発表者名
      室谷拓海, 多田勝哉, 宮本大輝, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 強トロイダル秩序候補金属UNi4Bにおける電流誘起Hall効果に対する磁場応答2021

    • 著者名/発表者名
      多田勝哉, 室谷拓海, 宮本大輝, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 走査型磁気顕微鏡を用いたUNi4Bのトロイダルドメイン構造の観察2021

    • 著者名/発表者名
      宮本大輝, 室谷拓海, 多田勝哉, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大, 小山大介, 河端美樹, 河合淳
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 電気輸送係数からみる非クラマース系PrTr2Cd20(Tr=Pt,Rh)の温度磁場相図2020

    • 著者名/発表者名
      足立涼, 佐賀範彰, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 町田洋, 広瀬雄介, 土塔寛, 河野琢馬, 摂待力生
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 熱伝導率で見た準粒子低エネルギー励起2020

    • 著者名/発表者名
      井澤公一
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 輸送測定による重い電子系超伝導体UTe2の電子状態の研究2020

    • 著者名/発表者名
      中川翔太, 今西優人, 細井優, 多田勝哉, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 熱伝導率の磁場角度依存性から探る新奇ウラン系超伝導体UTe2の超伝導ギャップ構造の研究2020

    • 著者名/発表者名
      今西優人, 中川翔太, 細井優, 多田勝哉, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 強トロイダル秩序候補物質UNi4Bにおける電気磁気効果由来のゼロ磁場Hall効果2020

    • 著者名/発表者名
      多田勝哉, 室谷拓海, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] PrTr2Cd20(Tr=Pt, Rh)の電気輸送特性と温度磁場相図2020

    • 著者名/発表者名
      足立涼, 佐賀範彰, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 町田洋A, 広瀬雄介, 土塔寛, 河野琢馬, 摂待力生
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 熱伝導率の磁場方向依存性からみたUTe2の超伝導状態2020

    • 著者名/発表者名
      中川翔太, 細井優, 今西優人, 多田勝哉, 下澤雅明, 井澤公一, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] BiCh2系超伝導体LaO0.5F0.5BiSSeにおける弾性抵抗測定2020

    • 著者名/発表者名
      小江悠達, 細井優, 野村尚也, 下澤雅明, 井澤公一, 星和久, 後藤陽介, 水口佳一
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] PrTr2Cd20(Tr=Pt, Rh)の電気輸送特性と温度磁場相図2020

    • 著者名/発表者名
      足立涼, 佐賀範彰, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 町田洋, 広瀬雄介, 土塔寛, 河野琢馬, 摂待力生
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 四極子自由度を持つPrPt2Cd20におけるホール効果測定」2019

    • 著者名/発表者名
      足立涼, 佐賀範彰, 細井優, 井澤公一, 町田洋, 広瀬雄介, 土塔寛, 摂待力生
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hall effect of PrPt2Cd20 in the presence of quadrupole degrees of freedom2019

    • 著者名/発表者名
      R. Adachi, N. Saga, S. Hosoi, K.Izawa, Y. Machida, Y.Hirose, H.Doto, R.Settai
    • 学会等名
      J-Physics 2019 International Conference & KINKEN-WAKATE 2019 Multipole Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orbital dependent nodal structure of UPt3 probed by thermal conductivity tensors2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Izawa
    • 学会等名
      Plasma2019 workshop
    • 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] Probing non-Fermi-liquid nature by thermoelectric coefficients2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Izawa
    • 学会等名
      Conference on Modern Concepts and New Materials for Thermoelectricity
    • 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] 非クラマース系PrPt2Cd20の異常なゼーベック係数2018

    • 著者名/発表者名
      井澤公一
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] U1-xThxBe13に見られる異常な金属状態とその圧力効果2018

    • 著者名/発表者名
      今井智章
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Low temperature quasiparticle transport in U-based unconventional superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Izawa
    • 学会等名
      International Workshop on j-fermion Physics and Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transport properties of the Pr 1-2-20 system2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Izawa
    • 学会等名
      International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hall resistivity of non-Kramers system PrT2Zn20 (T = Ir, Rh)2017

    • 著者名/発表者名
      J. Ogawa, Y. Machida, K. Izawa, N. Nagasawa, T. Onimaru, and T. Takabatake
    • 学会等名
      International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual Nature of f-electrons in the Pr 1-2-20 quadrupolar Kondo system2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, Y. Machida, Y. Shimada, N. Nagasawa, T. Onimaru, T. Taka- batake, A. Gourgout, A. Pourret, G. Knebel, J-P. Brison, and K. Izawa
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Sys- tems (SCES 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PrRh2Zn20 の異方的な磁場温度相図と基底状態2017

    • 著者名/発表者名
      小川純平, 町田洋, 井澤公一, 長澤直裕, 鬼丸孝博, 高畠敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院基礎工学研究科井澤研究室

    • URL

      https://qc.mp.es.osaka-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学理学院物理学系井澤研究室

    • URL

      http://izawa.ap.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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