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新たな強相関電子系準結晶をめざす物質探索

研究課題

研究課題/領域番号 17K05524
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
研究機関公益財団法人豊田理化学研究所

研究代表者

石政 勉  公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (10135270)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード準結晶 / 価数揺動 / 量子臨界 / 希土類合金 / 近似結晶 / 新物質 / 正12角形準結晶 / 正20面体準結晶 / Yb合金 / 強相関系 / 金属物性 / 強相関電子系 / 結晶工学
研究成果の概要

準結晶は特別な長距離秩序(準周期性)を持つ物質群で,正20面体対称や12回対称など結晶とは異なる回折対称性を示す.このような構造特異性が生み出す物性を明らかにすることを目的として,物質探索を軸とした研究を行なった.理論的には高次元解析を用いて,Ybを含む新規正12角形準結晶の可能性を指摘した.また,実験的には準結晶における初めての超伝導(Zn-Mg-Al合金)とZn-Au合金において新規準結晶と近似結晶を発見した.さらに,関連結晶である近似結晶に関して,クラスター構造の違いを伴う相分離(Cu-Ga-Sc合金),同様な違いに起因するYbの電子状態の相違(Au-Ge-Yb合金)を発見した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

歴史の区分として,しばしば石器時代,青銅時代,鉄器時代,シリコン時代などを用いますが,これらは全て”結晶の時代”と言うことができます.ところが最近,専門家の間では準結晶と呼ばれる物質群が注目されています.準結晶は,アルミニウム,銅,鉄など,金属の合金として形成しますが,結晶ともアモルファスとも異なる「特別の規則」に従って原子が並んでいるため,従来の金属材料とは異なる「未来材料になりうるような性質」を持っています.ここでは,新物質探索を軸として,そのような準結晶についての基礎研究を行いました.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Grenoble Alpes, CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Slovak Academy of Sciences(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 同型置換による準結晶及び近似結晶の探索: 新たな価数揺動系をめざして2020

    • 著者名/発表者名
      石政 勉
    • 雑誌名

      豊田研究報告

      巻: 73 ページ: 41-49

    • NAID

      40022268299

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Icosahedral quasicrystal, 1/1 and 2/1 approximants in Zn-based ternary alloys containing Au and Yb/Tb2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Ishimasa
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine Letters

      巻: vol.99 号: 10 ページ: 351-359

    • DOI

      10.1080/09500839.2019.1695068

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tsai型1/1近似結晶の構造と相変態:Cu-Ga-Sc合金の場合2019

    • 著者名/発表者名
      石政 勉
    • 雑誌名

      豊田研究報告

      巻: 72 ページ: 45-51

    • NAID

      40021933632

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interpretation of some Yb-based valence-fluctuating crystals as approximants to a dodecagonal quasicrystal2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimasa, M. Mihalkovic, K. Deguchi, N.K. Sato and M. de Boissieu
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine

      巻: 98 号: 22 ページ: 2018-2034

    • DOI

      10.1080/14786435.2018.1470339

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 希土類合金結晶からの正12角形準結晶構造モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      石政 勉
    • 雑誌名

      豊田研究報告

      巻: 71 ページ: 73-79

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discovery of superconductivity in quasicrystals2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya, T. Takeuchi, N. Kabeya, N. Wada, T. Ishimasa, A. Ochiai, K. Deguchi, K. Imura, N.K. Sato
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 154-154

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02667-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum critical behavior in magnetic quasicrystals and approximant crystals2017

    • 著者名/発表者名
      N. K. Sato, S.Matsukawa, K. Nobe, K. Imura, K. Deguchi, T. Ishimasa
    • 雑誌名

      J. Physics Conf. Series

      巻: 868 ページ: 012005-012005

    • DOI

      10.1088/1742-6596/868/1/012005

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct observation of heterogeneous valence state in Yb-based quasicrystalline approximants2017

    • 著者名/発表者名
      M. Matsunami, M. Oura, K. Tamasaku, T. Ishikawa, S. Ideta, K. Tanaka, T. Takeuchi, T. Yamada, A.P. Tsai, K. Imura, K. Deguchi, N.K. Sato, T. Ishimasa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.241102

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Modulations in Tsai-type: the problems can be solved but could not be solved2020

    • 著者名/発表者名
      石政 勉
    • 学会等名
      第24回準結晶研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 準結晶の電気抵抗と比熱の研究2020

    • 著者名/発表者名
      平野由真,林裕人,豊永詞,石政勉,蔡安邦,山田庸公,井村敬一郎,出口和彦,佐藤憲昭
    • 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] Zn-Au-Yb準結晶・近似結晶における価数揺動と磁性2020

    • 著者名/発表者名
      井村敬一郎,米山祐樹, 安藤秀行,出口和彦,山岡人志,平岡望,石井啓文,石政勉,佐藤憲昭
    • 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] Icosahedral quasicrystal, 1/1 and 2/1 approximants in Zn-Au-L (L=Yb, Tb) alloys2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimasa
    • 学会等名
      Interdisciplinary Symposium for Quasicrystals and Strongly Correlated Electron Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Valence instability and quantum criticality in Yb-based quasicrystals and approximant crystals2019

    • 著者名/発表者名
      K. Imura, S. Yokota, K. Sakamoto, K. Namba, S. Hirokawa, K. Deguchi, H. Yamaoka, Y. Yamamoto, T. Kawai, J. Mizuki, N. Hiraoka, H. Ishii, T. Ishimasa, N.K. Sato
    • 学会等名
      Interdisciplinary Symposium for Quasicrystals and Strongly Correlated Electron Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quasicrystals as a new platform of valence fluctuating systems2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimasa, K. Deguchi, K. Imura, N.K. Sato
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Zn系準結晶及びCd-Mg-Yb準結晶の電気抵抗率の温度依存性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      平野由真,林裕人, 石政勉, 蔡安邦,山田庸公、井村敬一郎, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 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] ランタノイドとAuを含むZn基合金における正20面体準結晶, 2/1, 1/1近似結晶の形成2019

    • 著者名/発表者名
      石政 勉
    • 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] Tsai型クラスター構造を持つZn-Au-Yb準結晶及び近似結晶の磁性2019

    • 著者名/発表者名
      井村敬一郎, 米山祐樹, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 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] ランタノイドとAuを含むZn基合金における準結晶関連構造の形成2019

    • 著者名/発表者名
      石政 勉
    • 学会等名
      電子顕微鏡学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 準結晶の立場からみたボロン化合物2019

    • 著者名/発表者名
      石政勉
    • 学会等名
      第13回日本ホウ素・ホウ化物研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cu-Ga-Sc1/1近似結晶の相分離2019

    • 著者名/発表者名
      石政勉, 高倉洋礼、八木祐介
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Search for Ga-based icosahedral quasicrystal2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hiroto, K. Honda, K. Nishimoto, K. Kitahara, T. Ishimasa, K. Kimura
    • 学会等名
      Aperiodic 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of icosahedral high-entropy alloy2018

    • 著者名/発表者名
      P. Priputen, M. Mihalkovic, P. Noga, M. Widom, T. Ishimasa
    • 学会等名
      Aperiodic 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconductivity in Al-Zn-Mg quasicrystal2018

    • 著者名/発表者名
      N.K. Sato, K. Kamiya, T. Takeuchi, N. Kabeya, N. Wada, T. Ishimasa, A. Ochiai, K. Deguchi, K. Imura
    • 学会等名
      Aperiodic 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cu-Ga-Sc1/1近似結晶の構造相転移2018

    • 著者名/発表者名
      石政勉, 谷口信, 高倉洋礼, M. de Boissieu, M. Mihalkovic
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Zn-T-Sc (T=Ag, Mg)及びCd-Mg-Yb準結晶の極低温電気抵抗測定2018

    • 著者名/発表者名
      林裕人, 石政勉, 蔡安邦,山田庸公、井村敬一郎, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Cu-Ga-Sc 近似結晶の相分離2018

    • 著者名/発表者名
      石政勉, 高倉洋礼、八木祐介
    • 学会等名
      電子顕微鏡学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 合金系準結晶の未解決問題2018

    • 著者名/発表者名
      石政勉
    • 学会等名
      第13回日本フラックス成長研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Zn-Ag-Sc準結晶・近似結晶の極低温電気抵抗及びトンネル効果測定2018

    • 著者名/発表者名
      林裕人, 本山岳, 石政勉, 井村敬一郎, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 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] Approximants connecting quasicrystals to periodic crystals2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimasa
    • 学会等名
      Open space between aperiodic order and strong electronic correlations, Annecy France
    • 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] Zn-Ag-Sc準結晶の極低温電気抵抗率測定2017

    • 著者名/発表者名
      林裕人, 石政勉, 林実奈美, 井村敬一郎, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 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] Tsai型クラスターをもつYb系準結晶・近似結晶の磁性2017

    • 著者名/発表者名
      廣川慎之介, 出口和彦, 米山祐樹, 横田晋次郎, 井村敬一郎, 佐藤憲昭, 豊永詞, 石政勉, 山本義哉, 山岡人志, 平岡望, 石井啓
    • 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] Au-Al-Yb準結晶における置換可能な元素の探索と低温物性2017

    • 著者名/発表者名
      米山祐樹, 出口和彦, 松川周矢, 廣川慎之介, 難波慶介, 井村敬一郎, 石政勉、佐藤憲昭
    • 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] Yb系価数揺動近似結晶の構造解釈:正12角形準結晶の観点から2017

    • 著者名/発表者名
      石政勉, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 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] Approximant connecting some heavy fermion crystals to quasicrystals2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimasa
    • 学会等名
      C-MAC Days 2017, Athens, Greece
    • 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] 準結晶構造の数理:物質科学の視点から2017

    • 著者名/発表者名
      石政勉
    • 学会等名
      第16回岡シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 新物質探索による準結晶・関連結晶の構造・物性研究

    • URL

      https://www.toyotariken.jp/fellow/tsutomu-ishimasa

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 新物質探索による準結晶構造と物性の研究

    • URL

      https://www.toyotariken.jp/cms/wp-content/uploads/2018/09/ishimasa_syoukai-1.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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