重い電子系イットリウム化合物における量子臨界現象と結晶構造

• 研究課題/領域番号: 24740243
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学 (2013); 日本大学 (2012)
• 研究代表者: 冨田 崇弘 東京大学, 物性研究所, 研究員 (20437502)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 量子臨界現象 / イットリウム化合物 / 非フェルミ液体 / 重い電子系 / X線回折 / Ｘ線回折

研究概要

本研究では、重い電子系Yb化合物で唯一価数揺動状態で超伝導が報告されているβ-YbAlB4の量子臨界点近傍における超伝導近傍の相図、圧力誘起相転移の基底状態、高圧下での結晶構造を明らかにする事で、Yb系でしか現れない量子臨界点極近傍の新奇な超伝導機構の解明に繋がる結果が得られた。
従来、重い電子系の超伝導は磁気秩序に隣接する形で現れている。しかし、今回得られた結果は、常圧で現れた80mKの重い電子超伝導状態が磁気秩序と孤立した状態で実現しており、その非フェルミ液体性は今までの量子臨界性物質とは全く異なる性質を持つ。これは、新しいタイプの超伝導発現機構ならびに量子臨界性が実現していると思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure-Induced Enhancement of Superconductivity and Structural Transition in BiS2-Layered LaO1-xFxBiS2 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Tomita, M. Ebata, H. Soeda, H. Takahashi, H. Fujihisa, Y. Gotoh, Y. Mizuguchi, H. Izawa, O.Miura, S. Demura, K. Deguchi, Y. Takano
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 号: 6 ページ: 063704-063704
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.063704
  • NAID: 210000133121
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pressure Induced Enhancement of Superconductivity and Structural Transition in BiS2-Layered LaO1-xFxBiS2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tomita
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 未定
  • NAID: 210000133121
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure studies on Tc and crystal structure of iron chalcogenide superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, S.Nkano, T.Tomita, et al.
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mater. 巻: 13 号: 5 ページ: 54401-54401
  • DOI: 10.1088/1468-6996/13/5/054401
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Pressure Studies for Hydrogen Substituted CaFeAsF_<1-x>H_x and SmFeAsO_<1-x>H_x (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi
  • 雑誌名: Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 巻: 25 号: 5 ページ: 1293-1296
  • DOI: 10.1007/s10948-012-1597-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting Transitions and Crystal Structure for FeSe1−xSx (x=0.2) under Pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tomita, Hiroki Takahashi, Hiroyuki Takahashi, Hironari Okada, Yoshikazu Mizuguchi, Yoshihiko Takano, Kazuyuki Matsubayashi, and Yoshiya Uwatoko
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 400 号: 2 ページ: 22125-22125
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/2/022125
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure studies for hydrogen substituted CaFeAsF1−xHx (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Okuma, M. Ebata, T. Tomita, H. Takahashi, T. Hanna, Y. Muraba, S. Matsuishi, and H. Hosono
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 400 号: 2 ページ: 22092-22092
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/2/022092
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧力下の低温Ｘ線回折実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘、江畑政哉、高橋博樹
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 22 ページ: 222-228
  • NAID: 10031044570
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting Transitions and Crystal Structure for FeSe1-xSx (x=0.2) under Pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tomita, Hiroki Takahashi, Hiroyuki Takahashi, Hironari Okada, Yoshikazu Mizuguchi, Yoshihiko Takano, Kazuyuki Matsubayashi, and Yoshiya Uwatoko,
  • 雑誌名: Journal of Physics:Conference Series 巻: 400 ページ: 22125-22125
  • 査読あり
• [学会発表] 重い電子系β–YbAlB_4におけるAlサイトのFe置換効果と量子臨界性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,久我健太郎,松本洋介,中辻知、松林和幸,上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 日本・東海大学湘南キャンパス(神奈川)
• [学会発表] 重い電子系β-YbAlB4におけるAlサイトのFe置換効果と量子臨界性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 日本・神奈川県・東海大学 湘南キャンパス
• [学会発表] Strange Metal Phase Without Magnetic Criticality (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,高橋博樹,江畑政哉,久我健太郎,中辻知,松林和幸,上床美也
  • 学会等名: ISSPワークショップ,「強相関電子系における価数揺らぎと量子臨界性」
  • 発表場所: 日本・東京大学物性研究所(千葉・柏)
  • 年月日: 2013-02-25
• [学会発表] 高圧低温下でのX線装置を用いた新しい超伝導の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 私学戦略プロジェクト「構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発」
  • 発表場所: 日本・日本大学文理学部(東京・世田谷)
  • 年月日: 2013-01-24
• [学会発表] LaO_1−xF_xBiS_2の超伝導と結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,高橋博樹,藤久裕司,後藤義人,水口佳一,高野義彦
  • 学会等名: 日本高圧力学会第54回高圧討論会
  • 発表場所: 日本・朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟)
• [学会発表] 低温高圧下における重い電子系β-YbAlB_4の磁場依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,志村恭通、久我健太郎,松本洋介,高橋博樹,中辻知
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 日本・徳島大学・常三島キャンパス(徳島)
• [学会発表] Strange Metal Phase Without Magnetic Criticality (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 那須研究会・量子臨界における異常金属相
  • 発表場所: 日本・那須・リゾートホテルラフォーレ那須(栃木)
• [学会発表] β–YbAlB_4における量子臨界現象と圧力相図 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,江畑政哉,高橋博樹,久我健太郎,松本洋介,中辻知,松林和幸,上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 日本・広島大学・東広島キャンパス(広島)
• [学会発表] 新しい低温装置を用いた新規超伝導体の構造決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,高橋博樹,江畑政哉
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: 日本・つくば国際会議場エポカル(茨城)
• [学会発表] Strange Metal Phase Without Magnetic Criticality (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 那須研究会・量子臨界における異常金属相
  • 発表場所: 日本・栃木県・那須・リゾートホテルラフォーレ那須
• [学会発表] 低温高圧下における重い電子系 β-YbAlB4 の磁場依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年 秋季大会
  • 発表場所: 日本・徳島県・徳島大学・常三島キャンパス
• [学会発表] LaO1－xFxBiS2 の超伝導と結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 日本高圧力学会 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 日本・新潟県・朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
• [学会発表] Strange Metal Phase Without Magnetic Criticality (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 東京大学物性研究所ISSPワークショップ
  • 発表場所: 東京大学物性研究所（千葉県）
  • 招待講演
• [学会発表] 新しい低温装置を用いた新規超伝導体の構造決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 物構研サイエン スフェスタ
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカル（茨城県）
• [学会発表] β-YbAl1-xFexB4 における 量子臨界現象と高圧相図 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
• [学会発表] 低温高圧下における超伝導と結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 私学戦略第一回セミナー「構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発」
  • 発表場所: 日本・日本大学(東京・世田谷)
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] 重い電子系Yb化合物β-YbAlB_4の圧力誘起量子臨界現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,高橋博樹,江畑政哉,久我健太郎,中辻知,松林和幸,上床美也
  • 学会等名: 日本高圧力学会第53回高圧討論会
  • 発表場所: 日本・大阪大学豊中キャンパス(大阪)
• [学会発表] 高圧下における1111型超伝導体の超伝導と結晶構造II (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘,高橋博樹,江畑政哉,松石聡,半那拓,村場善行,細野秀雄,中野智志
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 日本・横浜国立大学(神奈川)
• [学会発表] 低温高圧下の鉄系超伝導体の結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 研究・作業グループ「コヒーレント放射光を利用した新しい高圧力科学」第一回研究会
  • 発表場所: 日本・東京大学(東京)
• [学会発表] 低温高圧下の鉄系超伝導体の結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 研究・作業グループ「コヒーレント放射光を利用 した新しい高圧力科学」第一回研究会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
• [学会発表] Quantum Critical Phenomena and Crystal Structure under Pressure for β-YbAlB4 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tomita
  • 学会等名: Quantum Criticality & Novel Phases 2012
  • 発表場所: ドライケーニヒス教会(ドレスデン、ドイツ)
• [学会発表] 高圧下におけ る1111 型超伝導体の超伝導と結晶構造II (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学（神奈川県）
• [学会発表] Unusual Tc of FeSe1－xSx under Pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tomita
  • 学会等名: IUCrHP2012
  • 発表場所: ホテルLakeView水戸（茨城県）
• [学会発表] 重い電子系Yb 化合物 β-YbAlB4 の圧力誘起量子臨界現象” (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府）
• [図書] 「高圧力の科学と技術」、特集「低温と高圧力下物性研究の未来」解説:高圧力下の低温X線回折実験, Vol. 22. No. 3 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田崇弘、江畑政哉、高橋博樹
  • 出版者: 日本高圧力学会