| 研究課題/領域番号 |
21K03449
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
小林 理気 琉球大学, 理学部, 講師 (40614673)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | スピンダイマー / シャストリーサザーランド格子 / シャストリーサザーランド四面体格子 / スピン液体 / フェルミ液体 / 中性子非弾性散乱 / スピンギャップ / 磁気構造解析 / スピングラス / Valence Bond Solid / 近藤効果 / 4f電子 / Ce金属間化合物 / フラストレート近藤化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではまず1年目に中性子非弾性散乱実験という微視的な実験手法を用いてCe5Si3とCe5Ga2Geのスピンダイマー(SD)基底状態のギャップサイズの決定や，そのギャップの磁場や波数空間依存性などについて明らかにする．続いて2年目・3年目に圧力下電気抵抗測定と圧力下磁化・磁化率測定をこれらの試料に対して行い，SD形成温度の圧力依存性，重い電子状態や非フェルミ液体の有無，量子相転移やクロスオーバーの有無などについて明らかにする．
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| 研究実績の概要 |
本研究ではCe5Si3とCe5Ga2Geが示すスピンダイマー(SD)基底状態に対して微視的な実験からより詳細な解析を行い，またこれら試料の圧力印加実験を行うことで，SD基底状態が圧力に対してどの様な応答を示すのか明らかにすることを目的として研究を行っている．最終年度で計画していた高分解能条件でのCe5Ga2Geの中性子非弾性散乱実験は使用する分光器のチョッパーが不調のため実施することができなかった．そのため一部計画を変更し，Ce5Si3の単結晶試料を用いた中性子非弾性散乱実験と，極低温中性子回折実験による磁気構造解析を行った．非弾性散乱実験はJ-PARC/MLFに設置の高分解能チョッパー分光器HRCを利用し，試料は微小単結晶をアセンブルしたものを用いた．回折実験はJRR-3に設置の東北大学金属材料研究所が所有する偏極中性子三軸分光器TOPANを利用し，試料は小型単結晶を用いた．その結果，
1．初年度の実験結果から我々が提案していた三重項励起状態の分裂を示唆するシグナルを非弾性散乱実験において観測した．これによりCe5Si3の比熱測定で観測されているSchottky比熱の大きさがSDモデルで定量的に合わない問題が，励起三重項が分裂していることが原因として説明できるかもしれない．
2．先行研究の粉末中性子回折実験では散乱強度の問題から磁気構造を決定するのに十分な磁気散乱ピークを観測することができなかったが，今回の単結晶試料を用いた回折実験では磁気構造を決定するのに十分な数の磁気散乱ピークを観測することができた．これによりCe1サイトの磁気構造決定を通じてCe2サイトが磁気秩序に関与していないことの強い証拠を得ることができるだろう．
などの有意義な研究の進展が見られた．今後これらの結果をまとめ，現在既にアクセプトされた論文とは別に論文を2本執筆する予定である．
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