超高圧力下の磁性ー伝導同時測定法の開発と強相関４ｆ電子系の相臨界領域の探索

• 研究課題/領域番号: 23540431
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 長壁 豊隆 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (80354900)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 強相関電子系 / 高圧力 / 中性子回折 / 電気抵抗 / ガスケット / 絶縁 / ミタニライト / 磁性 / 伝導 / 臨界領域

研究成果の概要

強相関電子系化合物の圧力誘起相臨界領域で発現する新奇物性を構造-磁性-伝導の相関の視点で調べるため、低温高圧力下で中性子回折と電気抵抗の同時測定を目指した技術開発を行った。特に、中性子回折用の対向ハイブリッドアンビルで使用するアルミニウム合金ガスケットに対し、特殊アルマイト被膜を用いて電気抵抗を測定するための絶縁層を形成するという手法を採用し、絶縁を保った状態で5.5 GPaの圧力発生に成功した。この技術を用いて、充填スクッテルダイト化合物PrFe4P12における圧力誘起磁気秩序と絶縁体転移の相関を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 陽極酸化被膜を用いたガスケット絶縁技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長壁豊隆
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 25 ページ: 57-63
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pressure-induced polar phases in multiferroic delafossite CuFeO2 (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, D. D. Khalyavin, P. Manuel, T. Osakabe, P. G. Radaelli, H. Kitazawa
  • 雑誌名: Physical Review B (Rapid Communications) 巻: 89 号: 22 ページ: 2204031-6
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.220403
  • NAID: 120006683950
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High Pressure Studies of DyB2C2 (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yamauchi, T. Osakabe, M. Kosaka, E. Matsuoka, H. Onodera
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 巻: 62 号: 12 ページ: 2084-2087
  • DOI: 10.3938/jkps.62.2084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsed neutron powder diffraction at high pressure by a capacity-increased sapphire anvil cell (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Okuchi, M. Yoshida, Y. Ohno, N. Tomioka, N. Purevjav, T. Osakabe, S. Harjo, J. Abe, K. Aizawa, S. Sasaki
  • 雑誌名: High Pressure Research 巻: Vol. 33, No.4 号: 4 ページ: 777-786
  • DOI: 10.1080/08957959.2013.852190
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧力下単結晶中性子散乱実験のための技術開発と磁性研究への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長壁豊隆
  • 雑誌名: 日本中性子科学会誌「波紋」 巻: 22 ページ: 139-144
  • NAID: 130007516789
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Phase Diagram of YVO3 and TbVO3 under High Pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Bizen
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 号: 2 ページ: 0247151-6
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.024715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure Effects on Quadrupolar and Magnetic Ordering in HoB2C2 Observed by Single-Crystal Neutron Diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamauchi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 号: 3 ページ: 0347151-7
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.034715
  • 査読あり
• [学会発表] 高圧力下における単結晶中性子回折と電気抵抗の同時測を目指した技術開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長壁豊隆, 加藤義博, 本元悟, 桑原慶太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 陽極酸化皮膜を用いたガスケット絶縁技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長壁豊隆、加藤義博、桑原慶太郎
  • 学会等名: 第55回高圧討論会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] Development of high-pressure sample environment for single crystal neutron diffractometer SENJU at J-PARC MLF (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Munakata, A. Nakao, T. Osakabe, R. Kiyanagi, T. Ohhara, T. Hanashima, T. Moyoshi, K. Kaneko, I. Tamura, Y. Uwatoko
  • 学会等名: 8th International Workshop on Sample Environment at Neutron Scattering Facilities
  • 発表場所: North Leigh, UK
  • 年月日: 2014-10-12 – 2014-10-16
• [学会発表] High-pressure sample environments of single crystal neutron diffractometer SENJU at J-PARC (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Munakata, A. Nakao, T. Osakabe, R. Kiyanagi, K. Kaneko, T. Ohhara, T. Hanashima, K. Oikawa, I. Tamura, T. Kawasaki, K. Komatsu, Y. Uwatoko
  • 学会等名: 23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-12
• [学会発表] Pressure-induced magnetic phase transitions in a multiferroic delafossite CuFeO2 as observed by high-pressure neutron diffraction (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, D. D. Khalyavin, P. Manuel, T. Osakabe, P. G. Radaelli, H. Kitazawa
  • 学会等名: International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-14
• [学会発表] 高圧下中性子回折によるデラフォサイトCuFeO2の圧力誘起磁気相転移の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺田典樹, D.D. Khalyavin, P. Manuel, 長壁豊隆, P.G. Radaelli, 北澤英明
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] High Pressure Neutron Diffraction Experiments on Triangular Lattice Antiferromagnet CuFeO2 using Hybrid Anvil Cell (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, T. Osakabe, D. D. Khalyavin, P. Manuel, P. G. Radaelli, H. Kitazawa
  • 学会等名: Joint European Symposia on Magnetism 2013
  • 発表場所: Rhodes, Greece
• [学会発表] J-PARC単結晶中性子回折装置SENJUの高圧試料環境 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宗像孝司, 中尾朗子, 鬼柳亮嗣, 金子耕士, 長壁豊隆, 大原高志, 花島隆泰, 及川健一, 川崎卓郎, 田村格良, 上床美也
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟
• [学会発表] 単結晶構造解析装置 SENJU の高圧試料環境 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宗像孝司, 中尾朗子, 鬼柳亮嗣, 金子耕士, 長壁豊隆, 大原高志, 花島隆泰, 及川健一, 川崎卓郎, 田村格良, 上床美也
  • 学会等名: 日本中性子科学会第13回年会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 単結晶中性子回折と電気抵抗の同時測定を目指した高圧技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長壁豊隆, 加藤義博, 桑原慶太郎
  • 学会等名: 日本中性子科学会第13回年会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] Unusual Electrical Resistivity and Lattice Parameter of YbInCu4 measured Simultaneously (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Hannan, K. Kuwahara, T. Osakabe, Y. Okayama, N. Takahashi, Y. Katoh, R. Kaiki
  • 学会等名: International Conference on Advances in Physics 2013 (ICAP 2013)
  • 発表場所: Sylhet, Bangladesh
  • 招待講演
• [学会発表] 高圧力下単結晶中性子散乱実験のための技術開発と 磁性研究への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長壁豊隆
  • 学会等名: 日本中性子科学会第12回年会
  • 発表場所: 京都大学 百周年時計台記念館 (京都府)
  • 招待講演
• [学会発表] Development and Application of Hybrid Anvil Technique for Single-Crystal Magnetic Neutron Diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Osakabe
  • 学会等名: IUCr Commission on High Pressure 2012 Meeting (IUCr2012/QuBS2012)
  • 発表場所: Mito, Japan
• [学会発表] Magnetic Properties of HoB2C2 under High Pressure: A Single-Crystal Neutron Diffraction Study (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamauchi, T. Osakabe, E. Matsuoka, H. Onodera
  • 学会等名: IUCr Commission on High Pressure 2012 Meeting (IUCr2012/QuBS2012)
  • 発表場所: Mito, Japan
• [学会発表] High Pressure Studies of DyB2C2 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamauchi, T. Osakabe, M. Kosaka, E. Matsuoka, H. Onodera
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] RB2C2 (R=Dy, Ho)における反強四極子秩序の圧力効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山内宏樹, 長壁豊隆, 松岡英一, 小野寺秀也
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 兵庫(関西学院大)
• [学会発表] CeSbの高圧力下単結晶中性子回折 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長壁豊隆, 稲谷耕一, 桑原慶太郎, 北澤英明
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄(沖縄キリスト教学院)
• [学会発表] High-Pressure Technique for Single-Crystal Magnetic Neutron Dffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Osakabe
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering (AOCNS)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
• [学会発表] High Pressure Study on Quadrupolar and Magnetic order in HoB2C2 by Means of Neutron Single-Crystal Diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yamauchi, T. Osakabe
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering (AOCNS)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan