| 研究課題/領域番号 |
22K03529
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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 | 広島大学 |
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研究代表者 |
志村 恭通 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (10713125)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024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)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | セリウム / イッテルビウム / 重い電子 / 量子相転移 / 重い電子系 / 磁気冷凍 / 量子臨界現象 / 極低温 / 磁歪 / 熱膨張 / 高磁場 / 希土類 / 磁性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
希土類金属間化合物の温度を下げると、秩序を示さない非磁性金属(フェルミ液体)状態や磁気秩序, 軌道(多極子)秩序などの多彩な電子相を示す。これらの相は, 圧力や磁場, 磁場方位, 元素置換などをパラメーターとした量子相転移により、異なる相へと変わる。通常の量子相転移とは磁気秩序相から非磁性金属相への相転移を指す。本研究では、CeやYbを含む金属間化合物に対して、この一般的な磁気量子相転移とは異なる新しい量子相転移の発見と、その発現機構の実験的解明を目指す。特に、二つの異なるタイプの無秩序相間をつなぐ量子相転移の確立を目標とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、磁気秩序を伴わない“無秩序型”量子相転移の実験的検証を行った。幾何学的フラストレーションを持つ希土類化合物Ce2(Cu,Ni)2InおよびYb(Cu,Ni)5に対して元素置換を行い、磁気熱量効果の簡易測定計で断熱消磁による最低温度を評価した。その結果、Ce系では通常の量子臨界点を示唆する振る舞いが観測されたが、Yb系では反強磁性が現れず、断熱消磁による最低温度もほぼ一定で、量子臨界点がぼやけている可能性が考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子相転移のおこる組成では、その揺らぎが絶対零度近くまで残るため、エントロピーが増大する。このような絶対零度付近のエントロピーは、サブケルビン温度を生成するための磁気冷凍材料に応用できる。絶対零度に近い極低温は、量子コンピューターの素子などの駆動に必要であり、量子相転移の学理構築は意義深い。
本研究で見出したYb(Cu,Ni)5において見出された"ぼやけた"量子臨界性は、1990年代から行われてきた量子臨界現象に新たな視点を与えるものとして、基礎研究の観点からも学術的意義があるといえる。
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