| 研究課題/領域番号 |
20J20353
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
森山 広大 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 量子臨界現象 / 磁気抵抗効果 / 超伝導 / 構造相転移 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、低温で結晶構造の変化(構造相転移)を起こし、磁場中での電気抵抗率の増大(正の磁気抵抗効果)を示す超伝導体A3Co4Sn13(A=Ca, La)への元素置換と電子状態の解析を組み合わせることで、「自分自身が反粒子」という性質をもつマヨラナ粒子の実現を目指す。
具体的には、A3Co4Sn13のAサイトの一部をSrやYで置換した単結晶試料を合成し、磁気抵抗やX線回折,散乱スペクトルの変化などを系統的に調べることにより、構造相転移温度や電子のエネルギーを制御しつつ、これらと新奇な電子状態との関連を解明できると考えている。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、比熱や電気抵抗などの物性測定やX線回折測定などからA3Co4Sn13の構造相転移と超伝導との関連を明らかにし、量子臨界点近傍での特異な挙動を見出すこと、およびそれらと線形磁気抵抗効果との関連やそれに付随する特異な現象の解明を目指していた。本年度は磁気抵抗測定に使用する磁場発生装置が故障のため使用できなかったが、DFT計算によりLa3Co4Sn13のディラック的な分散関係を有するバンドが主としてCoの3d軌道に由来していることが明らかとなった。A3Co4Sn13と同じ結晶構造を有するLa3Rh4Sn13が従来型の磁気抵抗を示すことも鑑みると、A3Co4Sn13の線形磁気抵抗がCo3d軌道に由来するディラックバンドに起因したトポロジカル物性であることが示唆される。
関連物質として単結晶合成を行っていたSrCo2(Ge1-xPx)2については、組成変化に伴う結晶構造の変化と磁気相の変化が密接に関わっており、隣接CoX(X=Ge, P)層間のX-X化学結合のランダムネスに起因して2つの強磁性量子臨界点が出現していることが見出された。また31P-NMR測定の結果から、幅広いP置換率の領域で強磁性揺らぎが支配的となっており、揺らぎのエネルギーの組成依存性が小さいことが明らかとなった。
さらに、量子臨界近傍のCo化合物であるRCo9Si4(R=Y, La)について59Co-NMR測定とそのデータ解析を行い、両物質の基底状態の差異(R=Y:強磁性, R=La:強磁性近傍金属)が磁気揺らぎのエネルギースケールの差に起因していることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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