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重い電子系物質の強磁場物性と微視的電子状態

研究課題

研究課題/領域番号 18K03537
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
研究機関静岡大学

研究代表者

海老原 孝雄  静岡大学, 理学部, 准教授 (20273162)

研究分担者 松田 康弘  東京大学, 物性研究所, 准教授 (10292757)
関山 明  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40294160)
徳永 将史  東京大学, 物性研究所, 准教授 (50300885)
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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード重い電子系 / 強相関電子系 / メタ磁性 / 強磁場 / 比熱 / 純良単結晶 / 電子状態
研究成果の概要

新奇な超伝導状態や非フェルミ液体状態などの特異な物性が発現する、量子臨界点の近傍に位置する非磁性の重い電子系物質では、磁場中でメタ磁性を示す場合があり、その発現メカニズムは、新奇超伝導などの特異物性の発現メカニズムと密接に関係すると考えられている。このメタ磁性メカニズムを解明することは、基礎科学的側面からも新たな超伝導開発といった工学的な側面からも重要である。本研究での大きな成果は、強磁場中の比熱測定によって電子比熱係数の磁場依存性を明らかにし、熱力学的な基本式であるマックスウェル関係式によってよく理解できることを示すことで、メタ磁性メカニズムを明らかにするための基礎的な情報を得たことである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

YbNi2Ge2の高純度試料を得ることに成功し、磁場中の比熱測定を通じて電子比熱係数が磁場依存性を持つことを明らかにした。電子比熱係数は、14テスラまで単調増大傾向を示す磁場依存性をもち、電子比熱係数と磁化率の磁場依存性を結ぶマックスウェルの関係式と呼ばれる熱力学的関係式でよく説明ができることが明らかになった。この結果、メタ磁性転移磁場である40テスラ近傍で比熱測定を行うための基礎的情報が得られ、新奇超伝導体のメカニズム解明にもつながると期待される、非磁性の重い電子系におけるメタ磁性メカニズム解明への足掛かりを得た。

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

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] National High Magnetic Field Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National High Magnetic Field Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Physical Properties of YbNi2Ge2 at High Magnetic Fields2020

    • 著者名/発表者名
      Jatmika Jumaeda、Ebihara Takao、Miyake Atsushi、Tokunaga Masashi
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011118

    • 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] Superconducting properties of the ternary boride YRh4B42020

    • 著者名/発表者名
      Jumaeda Jatmika, Hiroshi Maruyama, Md Shahidur Rahman, Akito Sakai, Satoru Nakatsuji, Akira Iyo and Takao Ebihara
    • 雑誌名

      Supercond. Sci. Technol.

      巻: 33 号: 12 ページ: 125006-125006

    • DOI

      10.1088/1361-6668/abbb18

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revising the 4f symmetry in CeCu2Ge2: Soft x-ray absorption and hard x-ray photoemission spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Aratani H.、Nakatani Y.、Fujiwara H.、Kawada M.、Kanai Y.、Yamagami K.、Fujioka S.、Hamamoto S.、Kuga K.、Kiss T.、Yamasaki A.、Higashiya A.、Kadono T.、Imada S.、Tanaka A.、Tamasaku K.、Yabashi M.、Ishikawa T.、Yasui A.、Saitoh Y.、Narumi Y.、Kindo K.、Ebihara T.、Sekiyama A.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.121113

    • NAID

      120006731603

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RAl2(R:希土類)のX線非弾性散乱2020

    • 著者名/発表者名
      筒井智嗣, 金子耕士, 海老原孝雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コンプトン散乱測定による重い電子系化合物CeIn3 の反強磁性相における電子構造の研究2020

    • 著者名/発表者名
      小泉昭久, 片山大地, Jumaeda Jatmica, 松本紳, 時井真紀, 小林寿夫, 辻成希, 筒井智嗣, 海老原孝雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Physical Properties of YbNi2Ge2 at high magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      Jumaeda Jatmika, Takao Ebihara, Atsushi Miyake, Masashi Tokunaga
    • 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] RAl2(R:希土類)のX線非弾性散乱2019

    • 著者名/発表者名
      筒井智嗣, 金子耕士, 海老原孝雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] コンプトン散乱測定による重い電子系化合物CeIn3 の反強磁性相における電子構造の研究2019

    • 著者名/発表者名
      小泉昭久, 片山大地, Jumaeda Jatmica, 松本紳, 時井真紀, 小林寿夫, 辻成希, 筒井智嗣, 海老原孝雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 直線偏光制御硬X線角度分解内殻光電子分光による正方晶強相関Ce化合物の4f基底状態対称性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      藤原秀紀, 近藤佑宥, 濵本諭, 川田萌樹, 荒谷秀和, 中谷泰博, 中田惟奈, 久我健太郎, 木須孝幸, 山崎篤志, 東谷篤志, 門野利治, 今田真, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 保井晃, 斎藤祐児, 海老原孝雄, 関山明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] コンプトン散乱測定による重い電子系化合物CeIn3の電子構造の研究2018

    • 著者名/発表者名
      片山大地, Jumaeda Jatmica, 海老原孝雄, 松本紳, 時井真紀, 小林寿夫, 辻成希, 小泉昭久
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CeCu2Ge2の強磁場比熱2018

    • 著者名/発表者名
      Chao Dong, 今城周作, 小濱芳允, 松尾晶, 金道浩一, 海老原孝雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 角度分解内殻光電子線二色性による価数揺動物質YbNi2Ge2の4f基底状態対称性の決定2018

    • 著者名/発表者名
      樫内利幸, 金井惟奈, 濱本諭, 藤原秀紀, 久我健太郎, 木須孝幸, 東谷篤志, 山崎篤志, 今田真, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 海老原孝雄, 関山明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 内殻光電子スペクトル線二色性による立方晶CeAl2における4f基底-励起状態対称性の観測2018

    • 著者名/発表者名
      金井惟奈, 濱本諭, 高野彩佳, 藤原秀紀, 木須孝幸, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 久我健太郎, 東谷篤志, 門野利治, 今田真 海老原孝雄, 関山明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 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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