| 研究課題/領域番号 |
19K23417
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
谷口 貴紀 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70849950)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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)
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| キーワード | 強相関電子系 / 量子臨界現象 / Yb化合物 / ミュオンスピン緩和 / 中性子散乱 / 重い電子系 / 放射光 / 核磁気共鳴 / ミュウオンスピン緩和 / NMR / イッテルビウム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでスピン自由度が主流であった量子相転移の研究において、“価数”が新しい自由度として注目を集めている。本研究では、申請者が行ったNQR/NMR実験から、価数に由来する量子臨界性の兆候を見出したYbCu4Niを対象に、(1) muSRとNMRによるスピン緩和率の測定から量子臨界現象を確定し、(2) この臨界性が価数に起因することをX線吸収発光分光測定で直接決定する。さらに、(3)中性子散乱を行い、Ybイオンに関する微視的な磁気情報を取得する。これらにより価数に由来した量子臨界現象の存在を決定し、その性質を微視的に明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
価数に由来する量子臨界点を持つ候補物質YnCu4T (T = Ni, Au)に着目した。本研究を通して、大型の単結晶合成にそれぞれ成功した。そして、J-PARCと英国のRutherford Appleton Laboratoryにてミュオンスピン緩和法実験を行った。YbCu4Auについて、近藤温度で電子状態が変化していることを明らかにし、電気抵抗の温度依存性を説明した。また、J-PARCにてYbCu4NiとYbCu4Auの結晶構造を中性子回折実験で確認し、従来に提案されていた結晶構造の一部の変更した。これらの結果は、価数量子臨界現象を考える上の基礎となる情報である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
銅酸化物高温超伝導体や重い電子超伝導体に代表される超伝導について、多くは反強磁性スピン揺らぎの枠組みで量子臨界現象として説明されていることが多い。最近では、多極子揺らぎや強磁性揺らぎに起因する量子臨界現象の存在が指摘されており、新奇な物性探索のために盛んに研究がなされている。本研究では、電子の特徴の一つである価数に注目し、価数揺らぎと量子臨界現象の関係について調べた。そのため、まずは候補物質について単結晶合成を試み、大型のものを得ることに成功した。この成果により、多くの実験プローブを用いることにより、候補物質が示す量子臨界現象の起源を明らかにする基盤が確立した。
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