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交流比熱測定を用いた梯子構造鉄化合物のモット転移と圧力誘起超伝導の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05531
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
研究機関東京大学

研究代表者

山内 徹  東京大学, 物性研究所, 技術専門員 (10422445)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード高圧下交流比熱測定 / 圧力誘起絶縁体超伝導転移 / 高圧下AC比熱測定 / 圧力誘起絶縁相超伝導相転移 / 軌道選択的Mott絶縁体相 / 圧力誘起超伝導 / 絶縁体超伝導転移 / Mott絶縁体 / 電荷秩序絶縁体 / 梯子格子 / 圧力下物性 / 強相関物質 / 梯子系 / 超伝導 / Mott転移 / 電荷秩序転移 / 悪魔の階段 / 強相関電子系 / 磁性 / 低温物性 / 物性実験
研究成果の概要

BaFe2S3とbeta-Na0.33V2O5で絶縁体相から超伝導相に転移する臨界圧力前後で,これらの結晶を使って熱量計を作成し,広範囲の温度領域で高圧下交流比熱測定を行った.前者では超伝導相とMott絶縁体相が隣接する臨界圧力領域に比熱の増強が見られ,超伝導転移温度よりも高温でもこの傾向は観測された.これは軌道選択的なモデルで提唱されているクロスオーバー現象だけでは説明がつかず,なんらかの転移があることを示している.さらには,明確な対称性の破れを伴う相転移のある後者でも,臨界圧力近傍の比熱増強異常も観測され,更に温度そう引時に電荷秩序転移と超伝導転移をも明確に観測することに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

測定技術開発を行い成功することは,シンプルに意義がある.強相関電子系として典型的な絶縁相基底状態を持つ系が,乱雑さを加えない方法で,超伝導相に転移をする場合,その背景で如何なる変化が起こっているかは,銅酸化物高温超伝導体発見以来の現代物性物理学上の中心的課題の一つである.この課題への実現可能なアプローチとして,15GPa程度の範囲で圧力誘起超伝導相探索に威力を発揮してきたキュービックアンビル型圧力装置での交流比熱測定を志向した.比熱はエントロピーを介して,ボルツマン関係式で系の状態数に直接結びついている物理量なので,圧力誘起される強相関電子系金属の物理学を議論する上で強力な測定法である.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Pressure-induced phase transition in the J1-J2 square lattice antiferromagnet RbMoOPO4Cl2021

    • 著者名/発表者名
      Takeda Hikaru、Yamauchi Touru、Takigawa Masashi、Ishikawa Hajime、Hiroi Zenji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 10 ページ: 104406-104406

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.104406

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Restoration of the Reversed Crystal-Field Splitting in α-Sr2CrO42020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Takahashi、Tomoki Yamaguchi、Koudai Sugimoto、Touru Yamauchi、Hiroya Sakurai、Yukinori Ohta
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 30 ページ: 011026-011026

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011026

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contrasting Pressure-Induced Metallization Processes in Layered Perovskites, α-Sr2MO4 (M=V, Cr)2019

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Touru、Shimazu Taku、Nishio-Hamane Daisuke、Sakurai Hiroya
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 15 ページ: 156601-156601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.156601

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Semimetallic State in La3Ir3O11 with the KSbO3 Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Aoyama Takuya、Emi Kazutoshi、Tabata Chihiro、Nambu Yusuke、Nakao Hironori、Yamauchi Touru、Ohgushi Kenya
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 9 ページ: 093706-093706

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.093706

    • NAID

      40022008722

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 梯子型鉄系超伝導体の元素置換効果2019

    • 著者名/発表者名
      大串研也, 平田靖透, 山内徹
    • 雑誌名

      FSST NEWS

      巻: 160 ページ: 5-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 梯子型鉄系化合物BaFe2S3における圧力誘起超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      山内徹, 平田靖透, 高橋博樹, 南部雄亮, 佐藤卓, 大串研也
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 54 ページ: 27-42

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Devil's staircase of odd-number charge order modulations in divalent β-vanadium bronzes under pressure2018

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Touru、Ueda Hiroaki、Ohwada Kenji、Nakao Hironori、Ueda Yutaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 12 ページ: 125138-125138

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.125138

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Studies of the Metallic Conductivity in Cubic PbVO3 under High Pressure2018

    • 著者名/発表者名
      Oka Kengo、Yamauchi Touru、Kanungo Sudipta、Shimazu Taku、Oh-ishi Katsuyohi、Uwatoko Yoshiya、Azuma Masaki、Saha-Dasgupta Tanusri
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 2 ページ: 024801-024801

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.024801

    • NAID

      210000134709

    • 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] 奇数選択的電荷秩序と悪魔の階段, ---擬一次元伝導性酸化物β-バナジウムブロンズの電荷自由度上に咲いた新奇な悪魔の花---2018

    • 著者名/発表者名
      山内徹, 植田浩明, 大和田謙二, 中尾裕則, 上田寛,
    • 雑誌名

      日本放射光学会誌「放射光」(執筆依頼記事)

      巻: 印刷中

    • NAID

      40021706752

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local magnetic susceptibility, spin dynamics, and charge order in the quasi-one-dimensional conductor β-Li0.33V2O5 investigated by site-selective V51 NMR2017

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Ichihiro、Itoh Masayuki、Yamauchi Touru、Yamaura Jun-Ichi、Ueda Yutaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 20 ページ: 205114-205114

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.205114

    • 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
  • [学会発表] BaFe2S3 の圧力下交流比熱測定2020

    • 著者名/発表者名
      山内徹, 今泉聖司, 青山拓也, 大串研也, 植田浩明
    • 学会等名
      日本物理学会2020年春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 山内徹2019

    • 著者名/発表者名
      強相関高圧下物性研究2:交流比熱法で眺める「絶縁体-超伝導転移」2例
    • 学会等名
      第19回琉球物性研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pressure Induced Superconductivity Viewed by AC-calorimetry2019

    • 著者名/発表者名
      Touru Yamauchi
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron System
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] β-Na0.33V2O5での圧力下交流比熱測定 (II)2019

    • 著者名/発表者名
      山内徹, 植田浩明
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] beta-Na0.33V2O5での圧力下交流比熱測定 (II) 超伝導転移を中心に,2019

    • 著者名/発表者名
      山内徹, 植田浩明,
    • 学会等名
      日本物理学会春の年会 (九州大学), 15pS303-13
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] メガガウス領域でのSr2VO4の磁化過程2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木悠太, 松田康弘, 三宅厚志, 徳永将史, 山内徹, 櫻井裕也
    • 学会等名
      日本物理学会春の年会 (九州大学), 15aS-PS-2
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] beta-Na0.33V2O5での圧力下交流比熱測定 (I) 電荷,磁気秩序転移を中心に,2018

    • 著者名/発表者名
      山内徹, 植田浩明,
    • 学会等名
      日本物理学会秋の分科会 (同志社大), 9pB206-6
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] S=1/2正方格子物質RbMoOPO4Clの圧力誘起磁気転移2018

    • 著者名/発表者名
      武田晃, 山内徹, 吉田誠, 瀧川仁, 石川孟, 廣井善二
    • 学会等名
      日本物理学会秋の分科会 (同志社大), 9aPS-50
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] alpha-Sr2CrO4の高圧下電子状態2018

    • 著者名/発表者名
      高橋諒, 山口伴紀, 杉本高大, 山内徹B, 櫻井裕也, 太田幸則
    • 学会等名
      日本物理学会秋の分科会 (同志社大), 10aPS-23
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of spin gap and high-field phase up to 150 T in CaV4O9 : A spin 1/2 Heisenberg antiferromagnet on 1/5 depleted square lattice2018

    • 著者名/発表者名
      池田暁彦, 野村和哉, 松田康弘, 山内徹, 礒部正彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] S=1/2正方格子物質RbMoOPO4Clの圧力誘起磁気相の研究2018

    • 著者名/発表者名
      武田晃, 山内徹, 吉田誠, 瀧川仁, 石川孟, 廣井善二
    • 学会等名
      日本物理学会2018年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Au-Ga-Yb準結晶の電子物性2017

    • 著者名/発表者名
      田中祐二郎, 山内徹, 田村隆治
    • 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] 高スピン分極ホイスラー合金Co2TiGa{1-x}Snxと超伝導体Pbのアンドレーエフ反射接合における微分コンダクタンスの温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      大岡隆太郎, 重田出, 梅津理恵, 野村明子, 湯蓋邦夫, 山内徹, 鹿又武, 廣井政彦
    • 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] 山内徹2017

    • 著者名/発表者名
      高圧下強相関物質物性研究:圧力誘起超伝導とその向こう側
    • 学会等名
      第17回琉球物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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