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低対称磁性サイトを持つ金属間化合物における奇パリティ多極子と電気磁気効果の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03447
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
研究機関島根大学

研究代表者

本山 岳  島根大学, 学術研究院理工学系, 准教授 (20360050)

研究分担者 山口 明  兵庫県立大学, 理学研究科, 准教授 (10302639)
阿曽 尚文  琉球大学, 理学部, 教授 (40313118)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード交差相関応答 / 物質開発 / 反強磁性秩序 / スピン軌道相互作用 / 交換相互作用 / 近藤効果 / 電気磁気効果 / 強トロイダル秩序 / 非共型結晶 / 反スピン軌道相互作用 / 強トロイダル状態
研究開始時の研究の概要

Ce3TiBi5およびCe3TiSb5において実現する拡張多極子秩序について,電流誘起磁化測定および中性子散乱実験を行い,電気磁気応答および磁気構造を明らかにする。新たに見出しつつある磁場中における電気抵抗率の異常について,多重極限環境下の電気抵抗率測定を行い,電気磁気効果との関係を明らかにする。電気磁気効果の定量的な評価のため,同型化合物が多数存在する315系の利点を生かし,元素置換効果を系統的に評価し,電流誘起磁化に強く影響を及ぼす主要な物理量を明らかにする。これらの課題に対して,分担者と協力して遂行する。

研究成果の概要

奇パリティ多極子に由来すると考えられる電流誘起磁化を示すCe3TiBi5化合物の姉妹物質において電気磁気効果現象の探索を行った。非線形伝導現象と断定できる結果の観測には至らなかったが、新しく電気磁気効果を示す化合物の発見やこの系の電気磁気効果にはBiが大きな役割を果たしていることが明らかになった。
Ce3TiBi5では磁気秩序状態において困難軸で磁化率の減少が観測されている。この異常な振舞の類似がCe3TiSb5の圧力下で観測される。元々Ce-Ce間距離が短いCe3TiSb5の圧力下で観測されるため、異方的な圧力効果や圧力によるCe-Ce間の交換相互作用の強化が原因として考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

交差相関応答は対称性が低下した環境下で発現する近年注目される新しい現象であり、非対称な相互作用の解明に貢献する。一方で交差相関応答はエネルギー変換に利用可能であり、発電やセンサーとしての利用が可能である。我々の観測の成功はその環境や条件において限定的であるものの、その発現機構の解明やその定量的な評価の発達は学術的にも社会的にも寄与できる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Transport, Thermal, and Magnetic Properties of Heavy Fermion Compound Ce3TiBi52023

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Gaku、Shinozaki Masahiro、Nishigori Shijo、Yamaguchi Akira、Aso Naofumi、Mutou Tetsuya、Manago Masahiro、Fujiwara Kenji、Sumiyama Akihiko、Uwatoko Yoshiya
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 38

    • DOI

      10.7566/jpscp.38.011084

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth of Ce3ZrSb5 and Characterization of the Physical Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Keita、Shinozaki Masahiro、Motoyama Gaku、Nishigori Shijo、Fujiwara Kenji、Manago Masahiro、Miyoshi Kiyotaka
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 38

    • DOI

      10.7566/jpscp.38.011083

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] BCS Relation Pressure Dependence of Tin: High-Pressure Point-Contact Spectroscopy Fabrication Improvement2022

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Gaku、Mutou Tetsuya、Kuninaka Masaki、Adachi Manabu、Yamaguchi Akira、Sumiyama Akihiko
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 91 号: 6 ページ: 064705-064705

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.064705

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical Resistivity Measurements of Antiferromagnetic Compound Ce3TiSb5 under Pressure2022

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki Masahiro、Motoyama Gaku、Nishigori Shijo、Yamaguchi Akira、Yamane Yu、Mutou Tetsuya、Fujiwara Kenji、Manago Masahiro、Miyoshi Kiyotaka、Sumiyama Akihiko
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2164 号: 1 ページ: 012040-012040

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2164/1/012040

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Pressure dependence of the BCS rerlation on tin: improvement of method for point-contact spectroscopy under pressure2024

    • 著者名/発表者名
      G. Motoyama, T. Mutou, M. Kuninaka, M. Adachi, A. Yamaguchi, A. Sumiyama
    • 学会等名
      IV INTERNATIONAL WORKSHOP ON POINT-CONTACT SPECTROSCOPY
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 核磁気共鳴法による反強磁性α-Mnの磁気構造の温度変化の研究2024

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏, 入江航, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 秋葉和人, 荒木新吾, 小林達生, 播磨尚朝
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic susceptibility and electrical resistance of ternary uranium intermetallic U3TiGe52023

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Gaku Motoyama, Yu Yamane, Akihiko Sumiyama, Yoshinori Haga, and Kenji Shirasaki
    • 学会等名
      The 10th International Workshop on the Dual Nature of f-Electrons
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 奇パリティ多極子候補物質Ce3TiSb5における磁化率の圧力変化2023

    • 著者名/発表者名
      本山岳, 篠﨑真碩, 西郡至誠, 山口明, 阿曽尚文, 武藤哲也, 真砂全宏, 三好清貴, 山根悠, 藤原賢二, 住山昭彦, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] α-Mnの圧力下核磁気共鳴測定2023

    • 著者名/発表者名
      入江航, 真砂全宏, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 秋葉和人, 荒木新吾, 小林達生, 播磨尚朝
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Ceジグザグ鎖構造を持つCe3ZrSb5の圧力下電気抵抗測定2023

    • 著者名/発表者名
      中川敬太, 本山岳, 西郡至誠, 真砂全宏, 三好清貴, 藤原賢二
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] La3TiSb5の核四重極共鳴測定2023

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 播磨尚朝
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 空間反転対称性のない重い電子系超伝導体CePt3Siの自発磁化の圧力依存性Ⅱ2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤貴大, 黒田将司, 川勝大地, 山根悠, 山口明, 住山昭彦, 本山岳, 広瀬雄介, 摂待力生, 大貫惇睦
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Study for Physical Properties and Magnetoelectric Response of Ce3TiSb52022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shinozaki, Gaku Motoyama, Shijo Nishigori, Akira Yamaguchi, Yu Yamane, Jun Gouchi, Kenji Fujiwara, Masahiro Manago, Kiyotaka Miyoshi, and Yoshiya Uwatoko
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2022 (SCES 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antiferromagnetic Ground State and Heavy Fermion Behavior in Ce3TiBi52022

    • 著者名/発表者名
      Gaku Motoyama, Masahiro Shinozaki, Keita Nakagawa, Shijo Nishigori, Akira Yamaguchi, Naofumi Aso, Jun Gouchi, Tetsuya Mutou, and Yoshiya Uwatoko
    • 学会等名
      International Conference on Low Temperature Physics 29th (LT 29)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single crystal growth and magnetic properties of Ce3ZrSb52022

    • 著者名/発表者名
      Keita Nakagawa, Masahiro Shinozaki, Gaku Motoyama, Shinjo Nishigori, Masahiro Manago, Kiyotaka Miyoshi and Kenji Fujiwara
    • 学会等名
      International Conference on Low Temperature Physics 29th (LT 29)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure Effect on the Antiferromagnetic Ordered State of Ce3TiSb52022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shinozaki, Gaku Motoyama, Shijo Nishigori, Jun Gouchi, Akira Yamaguchi, Yu Yamane, Kenji Fujiwara, Masahiro Manago, Kiyotaka Miyoshi, and Yoshiya Uwatoko
    • 学会等名
      International Conference on Low Temperature Physics 29th (LT 29)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure Dependence of Magnetic Penetration Depth of UPt3 Derived by DC Magnetization Measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Sumiyama, Masashi Hoshikawa, Yu Yamane, Akira Yamaguchi, Gaku Motoyama, Noriaki Kimura, Etsuji Yamamoto, Yoshinori Haga, and Yoshichika Onuki
    • 学会等名
      International Conference on Low Temperature Physics 29th (LT 29)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反強磁性α-Mnのゼロ磁場NMRスペクトル測定2022

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 秋葉和人, 荒木新吾, 小林達生, 金城克樹, 北川俊作, 石田憲二, 播磨尚朝
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Ce3ZrSb5の単結晶育成及び,基礎物性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      中川敬太, 篠崎真碩, 本山岳, 西郡至誠, 真砂全宏, 三好清貴, 藤原賢二
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体UPt3の高圧下超伝導相の研究2022

    • 著者名/発表者名
      重い電子系超伝導体UPt3の高圧下超伝導相の研究
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体UPt3の磁場侵入長の圧力依存性Ⅱ2022

    • 著者名/発表者名
      星川昌嗣, 石井優海, 木村勇一郎, 岩永千春, 山口明, 住山昭彦, 本山岳, 木村憲彰, 山本悦嗣, 芳賀芳範, 大貫惇睦
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrical Resistivity Measurements of Antiferromagnetic Compound Ce3TiSb5 under Pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shinozaki, Gaku Motoyama, Shijo Nishigori, Akira Yamaguchi, Yu Yamane, Tetsuya Mutou, Kenji Fujiwara, Masahiro Manago, Kiyotaka Miyoshi, and Akihiko Sumiyama
    • 学会等名
      International Conference in Strongly Correlated Electrons systems 2020/21
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ceジグザグ鎖構造をもつ反強磁性体Ce3TiSb5の物性測定2021

    • 著者名/発表者名
      篠﨑真碩, 本山岳, 西郡至誠, 武藤哲也, 三好清貴, 藤原賢二, 真砂全宏, 山口明, 住山昭彦
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れた反強磁性体CeCoGe3のNMRによる研究2021

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 摂待力生
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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