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20GPaの高圧下でPrおよびNdの金属間化合物に誘起される多極子量子臨界現象

研究課題

研究課題/領域番号 18K03518
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関広島大学

研究代表者

梅尾 和則  広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 准教授 (10223596)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード電気四極子秩序 / 超伝導 / 静水圧力 / 異方的圧力 / 反強磁性秩序 / 2チャンネル近藤効果 / 一軸圧力 / 量子臨界現象 / 高圧力 / 比熱 / Pr金属間化合物 / Nd金属間化合物
研究成果の概要

電気四極子秩序温度TQ=0.11K以下のTc=0.05 Kで超伝導を示すPrIr2Zn20の超伝導と四極子の関係を圧力下電気抵抗測定によって調べた。比較的静水圧性の高いアルゴンやフロリナートを圧力媒体に用いると、TQ以下で超伝導が10.6GPaまで観測された。一方,グリセリンの場合には、それが固化する5 GPa以上で試料に異方的な歪みが加わることで、四極子秩序と超伝導が同時に消失したことは、電気四極子のゆらぎが超伝導の発現に必要不可欠であることを示す。
また, NdCo2Zn20の電気抵抗の下凸の温度変化は13 GPaまで2チャンネル近藤効果の理論式で再現できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

希土類プラセオジム(Pr)を含む化合物において、Prの電気四極子が空間整列した状態(電気四極子秩序)で超伝導が発現するには、電気四極子のゆらぎが必要不可欠であることを、世界で初めて実験的に立証した。この研究によって,これまでに発現機構が解明されていない特異な超伝導の機構解明につながり,さらに,新しい高温超伝導などの新規材料開発の指針を与える。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 圧力で熱電変換材料の大振幅原子振動をコントロール/熱電変換の高効率化に道筋2021

    • 著者名/発表者名
      梅尾和則
    • 雑誌名

      クリーンエネルギー

      巻: 2月号

    • NAID

      40022482444

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Uniaxial-Pressure-Induced Release of Magnetic Frustration in a Triangular Lattice Antiferromagnet YbCuGe2020

    • 著者名/発表者名
      Umeo Kazunori、Watanabe Daichi、Araki Koji、Katoh Kenichi、Takabatake Toshiro
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 11 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.3390/met11010030

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pressure-induced quenching of planar rattling in Cu10Zn2Sb4S13 studied by specific heat and x-ray diffraction measurements2020

    • 著者名/発表者名
      Umeo Kazunori、Suekuni Koichiro、Takabatake Toshiro、Nishibori Eiji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.100302

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous collapse of antiferroquadrupolar order and superconductivity in PrIr2Zn20 by nonhydrostatic pressure2020

    • 著者名/発表者名
      Umeo Kazunori、Takikawa Riho、Onimaru Takahiro、Adachi Makoto、Matsumoto Keisuke T.、Takabatake Toshiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.094505

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure Effect on the Chiral Helimagnetic Order in YbNi3Al92020

    • 著者名/発表者名
      Ota Yoshihiko、Umeo Kazunori、Otaki Takumi、Arai Yudai、Onimaru Takahiro、Nakamura Shota、Ohara Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 4 ページ: 044715-044715

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.044715

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Kramers Γ3 Doublet Ground State in a Diluted Pr System Y1-xPrxCo2Zn202020

    • 著者名/発表者名
      Yu Yamane, Takahiro Onimaru, Yasuyuki Shimura, Kazunori Umeo, and Toshiro Takabatake
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 29

    • DOI

      10.7566/jpscp.29.015001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of a Diluted Nd System Y1-xNdxCo2Zn20 for x = 0.20 with a Γ6 Doublet Ground State2020

    • 著者名/発表者名
      Rikako Yamamoto, Takahiro Onimaru, Yu Yamane, Yasuyuki Shimura, Kazunori Umeo, and Toshiro Takabatake
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 29

    • DOI

      10.7566/jpscp.29.015006

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Substitution Effect on the Metamagnetic Crossover in the Super-Heavy Fermion Compound YbCo2Zn202020

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Shimura, Takafumi Kitazawa, Suguru Tsuda, Sebastian Bachus, Philipp Gegenwart, Yu Yamane, Kazunori Umeo, Takahiro Onimaru, Toshiro Takabatake, Haruyo T. Hirose, Naoki Kikugawa, Taichi Terashima, and Shinya Uji
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011121

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Collapse of Ferroquadrupolar Order and Emergence of Non-Fermi Liquid Behavior in La1-xPrxTi2Al202020

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Asatani, Kazue Urashima, Takahiro Onimaru, Yu Yamane, Kazunori Umeo, and Toshiro Takabatake
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011159

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Magnetic Field on the Nonmagnetic Doublet Ground State in PrMgNi42020

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kusanose, Takahiro Onimaru, Gyeong-Bae Park, Yu Yamane, Kazunori Umeo, and Toshiro Takabatake
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011160

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Rare-Earth Sulfides RCuS2 (R = Dy, Ho, Er, Tm, and Yb)2020

    • 著者名/発表者名
      Yudai Ohmagari, Yu Yamane, Takahiro Onimaru, Kazunori Umeo, Yasuyuki Shimura, and Toshiro Takabatake
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011167

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Ga and Cd Substitutions for Zn in PrIr2Zn20 on the Quadrupole-Driven Non-Fermi Liquid Behaviors2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Reiji J.、Onimaru Takahiro、Uenishi Kazuto、Yamane Yu、Wakiya Kazuhei、Matsumoto Keisuke T.、Umeo Kazunori、Takabatake Toshiro
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 5 ページ: 054704-054704

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.054704

    • NAID

      40021885901

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hindered Quadrupole Order in PrMgNi4 with a Nonmagnetic Doublet Ground State2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kusanose, T. Onimaru, G.B. Park, Y. Yamane, K. Umeo, T. Takabatake, N. Kawata, and T. Mizuta
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 88 号: 8 ページ: 083703-083703

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.083703

    • NAID

      210000156671

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interplay between hybridization gaps and unusual magnetic orders in Kondo semiconductors CeT2Al10 (T = Ru and Os)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Takabatake, Y. Muro, J. Kawabata, K. Hayashi, T. Takeuchi, K. Umeo, T. Ekino, D. T. Adroja
    • 雑誌名

      Phil. Mag.

      巻: 99 号: 23 ページ: 2984-2999

    • DOI

      10.1080/14786435.2019.1646438

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 立方晶PrIr2Zn20の反強四極子秩序と超伝導転移に対する非静水圧効果2020

    • 著者名/発表者名
      瀧川莉穂,梅尾和則,山根悠, 松本圭介, 高畠敏郎,鬼丸孝博
    • 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] 一軸性キラル磁性体YbNi3Al9の圧力下比熱測定2020

    • 著者名/発表者名
      太田 善彦 , 梅尾 和則,鬼丸 孝博,中村 翔太,大原 繁男
    • 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] 反強磁性体NdCo2Zn20の磁気ゆらぎが誘起する一次相転移と磁気構造2020

    • 著者名/発表者名
      山本理香子, 山根悠, 鬼丸孝博, 梅尾和則, 志村恭通, F. Damay, J.-M. Mignot, D. Le, D. T. Adroja, 高畠敏郎
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁性半導体YbCuS2の電子構造と磁場にリエントラントな相転移2020

    • 著者名/発表者名
      大曲雄大, 山根悠, 鬼丸孝博, 志村恭通, 松本拓真, 前田和大, 佐藤仁, 梅尾和則, 高畠敏郎, 廣瀬陽代, 寺嶋太一, 菊川直樹, 宇治進也
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ハニカム格子系CePt6Al3の重い電子状態2020

    • 著者名/発表者名
      大石遼平, 井上幸大, 大曲雄大, 草ノ瀬優香, 山根悠, 梅尾和則, 高畠敏郎, 鬼丸孝博
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 非磁性基底二重項をとる立方晶PrMgNi4における結晶場励起と四極子自由度の消失2020

    • 著者名/発表者名
      草ノ瀬優香, 鬼丸孝博, 朴景培, 山根悠, 梅尾和則, 高畠敏郎, T. Guidi, D. Le, D. T. Adroja
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 4f3配位系NdRh2Zn20の反強磁性秩序に対する圧力効果2019

    • 著者名/発表者名
      加藤 大輔, 梅尾 和則, 山本 理香子, 安達 誠, 鬼丸孝博, 高畠敏郎
    • 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] Simultaneous collapse of antiferroquadrupolar order and superconductivity in PrIr2Zn20 by non-hydrostatic pressure2019

    • 著者名/発表者名
      K. Umeo, M. Adachi, K. T Matsumoto, T. Onimaru, T. Takabatake
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous suppression of antiferroquadrupolar order and superconductivity in PrIr2Zn20 by non-hydrostatic pressure2019

    • 著者名/発表者名
      K. Umeo, M Adachi, K. T. Matsumoto, T. Onimaru, and T. Takabatake
    • 学会等名
      J-Physics 2019 International Conference & KINKEN-WAKATE 2019 Multipole Physics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pr希薄系Y(Pr)T2Zn20 (T = Ir, Co)における非フェルミ液体的挙動2019

    • 著者名/発表者名
      山根 悠, 鬼丸 孝博, 志村 恭通, 梅尾和則, 高畠 敏郎
    • 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] Nd希薄系Y1-xNdxCo2Zn20における非フェルミ液体的挙動2019

    • 著者名/発表者名
      山本 理香子, 山根 悠, 鬼丸 孝博, 梅尾 和則, 志村 恭通, 高畠 敏郎
    • 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] 希土類内包カゴ状化合物RNi2Mg20 (R = Pr, Nd) における結晶場効果と相転移2019

    • 著者名/発表者名
      草ノ瀬 優香, 鬼丸 孝博, 山根 悠, 梅尾和則, 高畠敏郎
    • 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] YbCuS2の磁場誘起リエントラント相転移2019

    • 著者名/発表者名
      大曲 雄大, 山根 悠, 鬼丸孝博, 山本理香子, 梅尾和則, 志村恭通, 高畠敏郎
    • 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] 4f3配位系NdCo2Zn20の反強磁性秩序に対する圧力効果2019

    • 著者名/発表者名
      安達誠, 梅尾和則, 山本理香子, 高畠敏郎, 鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 立方晶PrIr2Zn20の反強四極子転移と超伝導転移の非静水圧力による同時消失2018

    • 著者名/発表者名
      梅尾和則, 安達誠, 原真司, 松本圭介, 高畠敏郎, 鬼丸孝博
    • 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] 反強磁性体NdIr2Zn20の電気抵抗率の圧力効果2018

    • 著者名/発表者名
      安達誠, 梅尾和則, 山田怜志, 高畠敏郎, 鬼丸孝博
    • 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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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