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Dirac電子系の巨大反磁性の制御と新奇秩序相の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K03545
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
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

中井 祐介  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 准教授 (90596842)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードDirac電子系 / 核磁気共鳴 / Dirac電子 / 反磁性
研究成果の概要

固体中における特異な線形バンド分散に起因して現れるDirac電子系の研究が急速に進展している。本研究では、Dirac電子系候補物質を圧力・磁場・元素置換などを通じて外的に制御し、核磁気共鳴(NMR)法を用いたミクロな観点からその応答として現れる物性を調べた。核磁気共鳴測定と第一原理計算を組合わせて電子状態を詳細に検証した結果、PtSn4と圧力下の黒リンにおいてバルク固体中のDirac分散に起因した振る舞いを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、磁化率および第一原理計算を組み合わせることでDirac電子に起因する反磁性について検証可能なことを明らかにした。また、核磁気共鳴法がフェルミレベル近傍のエネルギーバンド構造に関する情報を得ることができることを利用して、固体中のDirac分散の検出に用いることができることも明らかにした。特に、エネルギーバンド構造の情報が得られる測定手段が限られる高圧下において、Fermi準位近傍のバンド構造に関する豊富な情報を引き出せる手法を構築した点は重要な成果である。本研究で確立された研究手法は、さらに詳細なDirac分散の特定に発展する可能性が高いと考えている。

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

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The crystal structure and electrical/thermal transport properties of Li1?xSn2+xP2 and its performance as a Li-ion battery anode material2021

    • 著者名/発表者名
      Goto Yosuke、Nakanishi Shota、Nakai Yusuke、Mito Takeshi、Miura Akira、Moriyoshi Chikako、Kuroiwa Yoshihiro、Usui Hidetomo、Matsuda Tatsuma D.、Aoki Yuji、Nakacho Yoshifumi、Yamada Yuto、Kanamura Kiyoshi、Mizuguchi Yoshikazu
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 9 号: 11 ページ: 7034-7041

    • DOI

      10.1039/d0ta11045k

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonmagnetic-magnetic transition and magnetically ordered structure in SmS2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida S.、Koyama T.、Yamada H.、Nakai Y.、Ueda K.、Mito T.、Kitagawa K.、Haga Y.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 15 ページ: 155153-155153

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.155153

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced evolution of band structure in black phosphorus studied by P31 NMR2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii T.、Nakai Y.、Akahama Y.、Ueda K.、Mito T.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.161408

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 31P-NMR Study of Black Phosphorus under Hydrostatic Pressure2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii T.、Nakai Y.、Akahama Y.、Ueda K.、Mito T.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011015

    • 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] Pressure-induced Nonmagnetic?Magnetic Transition in SmS Observed by 33S-NMR2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Shogo、Yamada Haruhiko、Koyama Takehide、Nakai Yusuke、Ueda Koichi、Mito Takeshi、Kitagawa Kentaro、Haga Yoshinori
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 29

    • DOI

      10.7566/jpscp.29.012008

    • 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] Novel Dynamical Properties in the Zero-Field Antiferroquadrupole Ordered State of CeB62020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Taichi、Mori Hiroki、Miyamoto Keisuke、Nakai Yusuke、Ueda Koichi、Iga Fumitoshi、Mito Takeshi
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011153

    • 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] Development of Low-Energy Fluctuations Toward Structural Transition in YbPd Inferred from 105Pd NMR2020

    • 著者名/発表者名
      Nakai Y.、Nakanishi R.、Fujii T.、Hirata M.、Oyama K.、Mitsuda A.、Ueda K.、Wada H.、Mito T.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011140

    • 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] Temperature dependence of the Seebeck coefficient for mixed semiconducting and metallic single-wall carbon nanotube bundles2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Daisuke、Nakai Yusuke、Kyakuno Haruka、Miyata Yasumitsu、Yanagi Kazuhiro、Maniwa Yutaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 号: 1 ページ: 015001-015001

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab547b

    • NAID

      210000157509

    • 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] Thermoelectric properties of single-wall carbon nanotube networks2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Daisuke、Nakai Yusuke、Kyakuno Haruka、Hongo Naoya、Miyata Yasumitsu、Yanagi Kazuhiro、Maniwa Yutaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 7 ページ: 075003-075003

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab2408

    • NAID

      210000156192

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Field Effect on s-wave Superconductor LaRu4P12 Studied by 31P-NMR2019

    • 著者名/発表者名
      Kinjo Katsuki、Kitagawa Shunsaku、Nakai Yusuke、Ishida Kenji、Sugawara Hitoshi、Sato Hideyuki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 6 ページ: 065002-065002

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.065002

    • NAID

      210000156270

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulated Single‐Axis Rotations of a Carbonaceous Guest in a van?der Waals Complex with an Entropy Cost2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Taisuke、Nakai Yusuke、Maniwa Yutaka、Someya Maki、Sato Sota、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 15 号: 2 ページ: 273-278

    • DOI

      10.1002/asia.201901638

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for gradual evolution of low-energy fluctuations underlying the first-order structural and valence order in YbPd2019

    • 著者名/発表者名
      R. Nakanishi, T. Fujii, Y. Nakai, K. Ueda, M. Hirata, K. Oyama, A. Mitsuda, H. Wada, T. Mito
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1902.06367

    • 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] Ratchet-free solid-state inertial rotation of a guest ball in a tight tubular host2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Taisuke、Nakai Yusuke、Sato Sota、Maniwa Yutaka、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1907-1907

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04325-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] van der Waals型層状超伝導体NaSn2X2 (X=As、P)のNMR・NQR研究2021

    • 著者名/発表者名
      中西祥太, 伊藤大賀, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 後藤陽介, 水口佳一
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高圧下33S-NMR測定によるSmSの価数揺動、磁気秩序状態の研究2021

    • 著者名/発表者名
      吉田章吾, 遠藤宏太, 久米貴之, 山田陽彦, 小山岳秀, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 北川健太郎, 芳賀芳範
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3次元ディラック物質黒リンにおけるランダウ量子化の考察2020

    • 著者名/発表者名
      藤井拓斗, 中井祐介, 上田光一, 赤浜裕一, 平田倫啓, 水戸毅, 長谷川泰正
    • 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] 圧力誘起ディラック電子物質黒リンの高圧下構造パラメータを用いたバンド構造計算2020

    • 著者名/発表者名
      藤井拓斗, 中井祐介, 上田光一, 赤浜裕一, 水戸毅, 宮川仁, 谷口尚, 佐野亜沙美, 服部高典, 町田真一
    • 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] 33S-NMR測定によるSmSの圧力誘起磁気秩序構造の同定2020

    • 著者名/発表者名
      吉田章吾, 山田陽彦, 小山岳秀, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 北川健太郎, 芳賀芳範
    • 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] NMR, NQR測定を用いたvan der Waals型層状超伝導体NaSn2As2の研究II2020

    • 著者名/発表者名
      中西祥太, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 後藤陽介, 水口佳一
    • 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] トポロジカル絶縁体SmB6のNMR測定による研究2020

    • 著者名/発表者名
      田中太知, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 伊賀文俊, N. Shitsevalova
    • 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] シャストリーサザーランド磁性体TmB4が示す低温相の11B-NMRによる研究2020

    • 著者名/発表者名
      中山大輝, 宮元慧介, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, N. Shitevalova, G. Pristas, S. Gabani, K. Flanchbart
    • 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] 圧力誘起ディラック半金属物質黒リンのNMR測定による研究II2020

    • 著者名/発表者名
      藤井拓斗,中井祐介,上田光一,赤浜裕一,水戸毅,長谷川泰正
    • 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] NMR, NQR測定を用いたvan der Waals型層状超伝導体NaSn2As2の研究2020

    • 著者名/発表者名
      中西祥太, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] TmB4が示す複雑な磁気相図のNMR測定による研究2020

    • 著者名/発表者名
      宮元慧介, 坂本真一, 森弘希, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, G. Pristas, S. Gabani, K. Flanchbart, N. Shitsevalova
    • 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] REB6 (RE=Ce,Sm)における低エネルギー磁気揺らぎ -B-NQR,B-NMR測定による研究-2020

    • 著者名/発表者名
      田中太知, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 伊賀文俊
    • 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] 高圧下33S-NMR測定によるSmSの圧力誘起非磁性-磁性転移研究 II2020

    • 著者名/発表者名
      吉田章吾, 山田陽彦, 小山岳秀, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 北川健太郎, 芳賀芳範
    • 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] 31P-NMR study of black phosphorusunder hydrostatic pressure2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fujii, Y. Nakai, Y. Akahama, K. Ueda and T. Mito
    • 学会等名
      SCES2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Valence fluctuations in the mixed valence compound YbPd: insights from high-field NMR2019

    • 著者名/発表者名
      R. Nakanishi, T. Fujii ,Y. Nakai, K. Ueda, M. Hirata, K. Oyama, A. Mitsuda, H. Wada, and T.Mito
    • 学会等名
      SCES2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel dynamical properties in the zero-field antiferroquadrupole ordered state of CeB62019

    • 著者名/発表者名
      T. Mito, T. Tanaka, K. Miyamoto, H. Mori, Y. Nakai, K. Ueda, and F. Iga
    • 学会等名
      SCES2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR Sudy of Phase Transitions in Lu5Ir4Si102019

    • 著者名/発表者名
      K. Ueda, T. Katsuyama, Y. Nakazawa, Y. Nakai, T. Mito, T. Kohara, and S. Ramakrishnan
    • 学会等名
      SCES2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧力誘起ディラック半金属物質黒リンのNMR測定による研究2019

    • 著者名/発表者名
      藤井拓斗, 中井祐介, 上田光一, 赤浜裕一, 水戸毅
    • 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] 高圧下33S-NMR測定によるSmSの圧力誘起非磁性-磁性転移研究2019

    • 著者名/発表者名
      吉田章吾, 山田陽彦, 小山岳秀, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 北川健太郎, 芳賀芳範
    • 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] CeB6のゼロ磁場下11B-NQRと弱磁場下11B-NMRによる研究II2019

    • 著者名/発表者名
      田中太知, 宮元慧介, 森弘希, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 伊賀文俊
    • 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] 金属ナノ粒子における量子サイズ効果の研究2019

    • 著者名/発表者名
      岩本海大, 藤井拓斗, 小山岳秀, 白津太助, 上田光一, 中井祐介, 水戸毅, 八尾浩史
    • 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] 単層カーボンナノチューブ薄膜の熱電物性:温度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      林大介, 客野遥, 宮田耕充, 中井祐介, 真庭豊
    • 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] XSn4 (X = Pd, Pt)のNMR測定2019

    • 著者名/発表者名
      岡部碧, 中井祐介, 東中隆二, 真庭豊
    • 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] 単層カーボンナノチューブ薄膜の熱電物性:直径分布2019

    • 著者名/発表者名
      林大介, 本郷直也, 客野遥, 宮田耕充, 中井祐介, 真庭豊
    • 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] 195Pt-NMRによる白金ナノ粒子における量子サイズ効果の研究2019

    • 著者名/発表者名
      藤井拓斗, 岩本海大, 田中璃那, 柴田雅史, 白津太助, 上田光一, 中井祐介, 水戸毅, 八尾浩史
    • 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] 逐次相転移を示すYbPdの強磁場下NMRによる研究2019

    • 著者名/発表者名
      中西隆将, 藤井拓斗, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 大山耕平, 光田暁弘, 和田裕文, 平田倫啓
    • 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] CeB6のゼロ磁場下11B-NQRと弱磁場下11B-NMRによる研究2019

    • 著者名/発表者名
      田中太知, 宮元慧介, 森弘希, 上田光一, 中井祐介, 水戸毅, 伊賀文俊
    • 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] Construction and solid-state dynamics of supramolecular hydrocarbon bearings2019

    • 著者名/発表者名
      T. MATSUNO, Y. NAKAI, Y. MANIWA, S. SATO, M. FUJITA, K. FUKUNAGA, H. ISOBE
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次相転移を示すYbPdのNMRによる研究 II2018

    • 著者名/発表者名
      中西隆将, 中井祐介, 上田光一, 水戸毅, 大山耕平, 光田暁弘, 和田裕文
    • 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] LaRu4P12における超伝導状態のNMR2018

    • 著者名/発表者名
      金城克樹, 北川俊作, 中井祐介, 石田憲二, 菅原仁, 佐藤英行
    • 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] 強固な筒状ホスト内での球状回転子の歯止めのない固体内慣性回転2018

    • 著者名/発表者名
      松野 太輔, 中井 祐介, 佐藤 宗太, 真庭 豊, 磯部 寛之
    • 学会等名
      第55回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン 総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 兵庫県立大学 物質理学研究科 電磁物性学講座webサイト

    • URL

      https://sites.google.com/view/u-hyogo-nmr/home

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 兵庫県立大学 物質理学研究科 電磁物性学講座webサイト

    • URL

      https://sites.google.com/view/u-hyogo-nmr/home

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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