超高圧発生技術を用いたウラン5f電子系の基底状態スイッチング機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25400386
• 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: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 立岩 尚之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50346821)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015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); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ウラン化合物 / 高圧実験 / 強磁性超伝導 / 磁性 / 臨界現象

研究成果の概要

本課題研究では、ウラン系化合物を中心として、圧力誘起型相転移とそれに伴う電子基底状態の変化の追求を主な目的とする。さらに磁気秩序相／非秩序相近辺のウラン5f電子物性の解明も計画した。精密な静水圧下物性測定技術の確立と測定手段の拡張も計画した。ウラン強磁性超伝導物質UGe2とURhGeの新奇な磁気臨界現象：新しい磁気スケーリング則を明らかにした。さらにUCoAlの「三重臨界点」における臨界現象から磁気的相互作用の低次元性を明らかにした。また、高圧下磁化測定用圧力セルの高精度化を行い、ウランカルコゲナイド化合物β-US2や希土類化合物YbCu2Si2の圧力誘起強磁性相について研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Properties and Collapse of the Ferromagnetism in UCo1-xRuxAl Studied in Single Crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: Pospisil, Jiri Opletal, Petr Valiska, Michal Tokunaga, Yo Stunault, Anne Haga, Yoshinori Tateiwa, Naoyuki Gillon, Beatrice Honda, Fuminori Yamamura, Tomoo Niznansky, Vojtech Yamamoto, Etsuji Aoki, Dai
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 巻: 85 号: 3 ページ: 034710-034710
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.034710
  • NAID: 210000133869
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高圧力下磁化測定用セラミックアンビル型圧力セルmCAC (2015)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 25 号: 4 ページ: 274-282
  • DOI: 10.4131/jshpreview.25.274
  • NAID: 130005118631
  • ISSN: 0917-639X, 1348-1940
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultrasonic Investigation of Magnetic Ordering with Higher-Order Interactions in the Cage-Structured Compound U3Pd20Si6 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagisawa, Kenta Hiura, Shota Mombetsu, Taro Murazumi, Hiroyuki Hidaka, Hiroshi Amitsuka, Naoyuki Tateiwa, and Yoshinori Haga
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser. 巻: 592 ページ: 012095-012095
  • DOI: 10.1088/1742-6596/592/1/012095
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancement of the cyclotron effective mass in U0.03Th0.97Ru2Si2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Haga, Yuji Matsumoto, Naoyuki Tateiwa, Etsuji Yamamoto, Noriaki Kimura, Tomoo Yamamura, Zachary Fisk
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 592 ページ: 012036-012036
  • DOI: 10.1088/1742-6596/592/1/012036
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single crystal growth and characterization of URu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Haga, T. D. Matsuda, N. Tateiwa, E. Yamamoto, Y. Onuki, Z. Fisk
  • 雑誌名: PHILOSOPHICAL MAGAZINE 巻: 94 号: 32-33 ページ: 3672-3680
  • DOI: 10.1080/14786435.2014.974711
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of magnetization behavior in magnetic semiconductor β-US2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Etsuji Yamamoto, Naoyuki Tateiwa, Yoshinori Haga, Shugo Ikeda, Hironori Sakai, Yoshichika Onuki, Zachary Fisk
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.011095
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electronic states in Antiferromagnetic Compound URhIn5 Investigated by de Haas-van Alphen Effect and High Pressure Resistivity Measurements (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, Y. Haga, N. Tateiwa, E. Yamamoto, N. Kimura, H. Aoki, Z. Fisk
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3 ページ: 011097-011097
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.011097
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Non-Fermi Liquid Behavior in Nonlinear Susceptibility in Pr0.05La0.95Pb3 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kawae, M. Koga, Y. Sato, S. Makiyama, Y. Inagaki, N. Tateiwa, T. Fujiwara, H.S. Suzuki, and T. Kitai
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3 ページ: 012030-012030
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.012030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drastic change in ferromagnetic ground state associated with pressure-induced metal-insulator transition in β-US2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Tateiwa, Yoshinori Haga, Etsuji Yamamoto, Zachary Fisk
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.011086
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High pressure magnetic measurements on strongly correlated electron systems with a miniature ceramic anvil high pressure cell (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Tateiwa, Yoshinori Haga, Etsuji Yamamoto, Zachary Fisk
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 500 号: 14 ページ: 142032-142032
  • DOI: 10.1088/1742-6596/500/14/142032
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unconventional critical scaling of magnetization in ferromagnetic uranium superconductors UGe2 and URhGe (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Tateiwa, Y. Haga, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, Z. Fisk
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 89 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.064420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Note: Improved sensitivity of magnetic measurements under high pressure in miniature ceramic anvil cell for a commercial SQUID magnetometer (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Tateiwa, Y. Haga, T. D. Matsuda, Z. Fisk, S. Ikeda, H. Kobayashi
  • 雑誌名: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 巻: 84 号: 4
  • DOI: 10.1063/1.4802832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron Scattering Experiments for the Study of In-Plane Ordered Moment in URu2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Metoki, H. Sakai, E. Yamamoto,N. Tateiwa, T. Matsuda, Y. Haga
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 巻: 82 号: 5 ページ: 055004-055004
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.055004
  • NAID: 210000132568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Susceptibility Measurement for Quadrupolar Response in a Dilute Ganma3 Non-Kramers Doublet System Pr0.05La0.95Pb3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kawae, Mikito Koga, Yoshiaki, Sato, Shun Makiyama, Yuji Inagaki, Naoyuki Tateiwa, Tetsuya Fujiwara, Hiroyuki S. Suzuki, Tetsuo Kitai
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 82 号: 7 ページ: 73701-73704
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.073701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero-field NMR and NQR measurements of the antiferromagnet URhIn5 (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sakai, S. Kambe, Y. Tokunaga, Y. Matsumoto, N. Tateiwa, Y. Haga, Z. Fisk
  • 雑誌名: Physical review B 巻: 88 号: 4 ページ: 045123-18
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.045123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-crystal growth and physical properties of URhIn5 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, Y. Haga, N. Tateiwa, H. Sakai, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, Z. Fisk
  • 雑誌名: Physical Reviwe B 巻: 88 号: 4 ページ: 045120-16
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.045120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic property in the ferromagnetic superconductor UGe2 at pressures above the ferromagnetic critical pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Tateiwa, Y. Haga, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, Y. Onuki, Z. Fisk
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY 巻: 63 号: 3 ページ: 627-631
  • DOI: 10.3938/jkps.63.627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic phase diagram of UCoAl (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuda TD, Tateiwa N, Yamamoto E, Haga Y, Onuki Y, Aoki D, Flouquet J, Fisk Z
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 巻: 63 号: 3 ページ: 575-578
  • DOI: 10.3938/jkps.63.575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heavy fermions and unconventional superconductivity in high-quality single crystals of rare-earth and actinide compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Onuki, R. Settai, K. Sugiyama, T. Takeuchi, F. Honda, Y. Haga, E. Yamamoto, T. D. Matsuda, N. Tateiwa, D. Aoki,
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY 巻: 63 号: 3 ページ: 409-415
  • DOI: 10.3938/jkps.63.409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single crystal growth and physical properties of UT2Al20 (T=Transition Metal) (2013)
  • 著者名/発表者名: JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY 巻: 63 号: 3 ページ: 363-366
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.035127
  • 査読あり
• [学会発表] ウラン強磁性超伝導物質の圧力誘起磁性・非磁性転移 (2016)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之、芳賀芳範、山本悦嗣
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] ウラン強磁性超伝導物質の高圧下磁化測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之、芳賀芳範、山本悦嗣
  • 学会等名: 第56回高圧討論会
  • 発表場所: JMSアステールプラザ（広島県広島市）
  • 年月日: 2015-11-10
• [学会発表] 高圧下磁化測定装置の高精度化によるウラン化合物の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之, 芳賀芳範, 山本悦嗣, Zachary Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] ウラン化合物反強磁性体URhIn5の電子状態と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 芳賀芳範, 松本裕司, 立岩尚之, 山本悦嗣, 木村憲彰, Z. Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] CeCoIn5のCeIn面における超伝導ギャップ内残留状態密度のサイト依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田靖雄, Howon Kim, 芳賀芳範, 立岩尚之, 鈴木通人, Zachary Fisk, 長谷川幸雄
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 角度分解光電子分光によるThRu2Si2の電子状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤森伸一, 小畠雅明, 竹田幸治, 岡根哲夫, 斎藤祐児, 藤森淳, 山上浩志, 松本裕司, 山本悦嗣, 立岩尚之, 芳賀芳範
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Unconventional critical scaling of magnetization in UGe2 and URhGe (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Tateiwa
  • 学会等名: REIMEI-ICC-IMR Workshop (24th ASRC International Workshop)
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [学会発表] ウラン系強磁性超伝導物質UGe2とURhGeの強磁性転移に伴う臨界現象について (2014)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之, 芳賀芳範, 松田達磨, 山本悦嗣, Zachary Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] UT2Al20（T:遷移金属）の物質探索と電子状態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 芳賀芳範, 松本裕司, 立岩尚之, 山本悦嗣, Z. Fisk, 播磨尚朝, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] ウラン金属間化合物の磁性不純物状態の電子状態―量子振動現象を用いたUxTh1-xRu2Si2の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本裕司, 芳賀芳範, 立岩尚之, 山本悦嗣, 大原繁男, 木村憲彰, Zachary Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] U3Pd20Si6の磁場中弾性応答 II (2014)
  • 著者名/発表者名: 日浦健太, 柳澤達也, 門別翔太, 村住太郎, 稲垣宏幸, 日高宏之, 網塚浩, 立岩尚之, 芳賀芳範
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] ウランカルコゲナイド化合物USeS, UTeSの高圧研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之,芳賀芳範,山本悦嗣,Zachary Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県平塚市）
• [学会発表] ウラン強磁性超伝導物質の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之
  • 学会等名: アルファ放射体実験室利用報告および基盤研究S「価数不安定性をもつアクチノイド化合物」合同研究会
  • 発表場所: 東北大金属材料研究所（宮城県仙台市）
• [学会発表] 重い電子系超伝導体CeCoIn5の極低温・強磁場におけるSTM/STS (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田靖雄，Howon Kim，芳賀芳範，立岩尚之，Zachary Fisk，長谷川幸雄
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県平塚市）
• [学会発表] ウラン化合物反強磁性体URhIn5におけるdHvA効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 芳賀芳範，松本裕司，立岩尚之，山本悦嗣，木村憲彰，Z. Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県平塚市）
• [学会発表] UPtIn及びUTC2（T=遷移金属）の結晶育成と物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本裕司，芳賀芳範，立岩尚之，山本悦嗣，松田達磨，Zachary Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県平塚市）
• [学会発表] ウラン系反強磁性化合物の圧力効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 立岩尚之,芳賀芳範,山本悦嗣,Zachary Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] Γ3基底二重項をもつPr0.05La0.95Pb3における非線形磁化率測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河江達也，古賀幹人，佐藤由昌，牧山駿，稲垣祐次，立岩尚之，藤原哲也，鈴木博之，北井哲夫
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] SQUID磁束計を用いた極低温圧力下磁化測定技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤由昌，牧山駿，蓮尾斎彦，河江達也，立岩尚之，藤原哲也，松林和幸，上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] ThRu2Si2のde Haas-van Alphen効果測定によるフェルミ面の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本裕司，芳賀芳範，立岩尚之，木村憲彰，青木晴義，山本悦嗣，Zachary Fisk，山上浩志
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] ウラン化合物反強磁性体URhIn5の磁性と伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 芳賀芳範，松本裕司，立岩尚之，山本悦嗣，Zachary Fisk
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] SQUID磁束計を用いた3He温度領域における圧力下磁化測定技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤由昌，牧山駿，蓮尾斎彦，稲垣祐次，河江達也，立岩尚之，藤原哲也，松林和幸，上床美也
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟県新潟市
• [学会発表] Drastic change in ferromagnetic ground state associated with pressure-induced metal-insulator transition in b-US2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Tateiwa, Yoshinori Haga, Etsuji Yamamoto, and Zachary Fisk
  • 学会等名: Strongly Correlated Electron System 2013 (SCES2013)
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
• [学会発表] Electronic states in Antiferromagnetic Compound URhIn5 Investigated by de Haas-van Alphen Effect and High Pressure Resistivity Measurements (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsumoto, Yoshinori Haga, Naoyuki Tateiwa, Etsuji Yamamoto, Noriaki Kimura, Haruyoshi Aoki and Zachary Fisk
  • 学会等名: Strongly Correlated Electron System 2013 (SCES2013)
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
• [学会発表] Single-crystal growth and de Haas-van Alphen effect study of ThRu2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuji MATSUMOTO, Yoshinori HAGA, Naoyuki TATEIWA, Haruyoshi AOKI, Noriaki KIMURA, Tatsuma D MATSUDA, Etsuji YAMAMOTO, Zachary FISK, and Hiroshi YAMAGAMI
  • 学会等名: Strongly Correlated Electron System 2013 (SCES2013)
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
• [学会発表] Analysis of magnetization behavior in magnetic semiconductor b-US2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Etsuji YAMAMOTO, Naoyuki TATEIWA, Yoshinori HAGA, Shugo IKEDA, Hironori SAKAI, Yoshichika ONUKI and Zachary FISK
  • 学会等名: Strongly Correlated Electron System 2013 (SCES2013)
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
• [備考] 日本原子力研究開発機構・先端基礎研究センター・重元素物性研究グループ
  • URL: http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/index.html
• [備考] 日本原子力研究開発機構・原子力科学研究所 先端基礎研究センター重元素材料物性研究グループ
  • URL: http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/index.html
• [備考] 日本原子力研究開発機構／原子力科学研究所／アクチノイド物質開発研究グループのホームページ
  • URL: http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/ActinideGroup/top_jp.html