反強磁性と共存する超伝導相の描像―フェルミ面測定からのアプローチ

• 研究課題/領域番号: 26400345
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 木村 憲彰 東北大学, 理学研究科, 准教授 (30292311)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 強相関系 / 重い電子系 / 反強磁性 / フェルミ面 / 超伝導 / 磁気抵抗

研究成果の概要

本研究では、重い電子系超伝導体における磁性と超伝導の共存状態の理解を深めるために、重い電子系圧力誘起超伝導体のフェルミ面の圧力・磁場変化を調べた。その結果、CeRhSi3では反強磁性の秩序－無秩序転移前後でフェルミ面の変化は見られず、反強磁性に伴う電子構造の変化は限定的であることが明らかとなった。一方CeIrSi3では、CeRhSi3とは定性的に異なる電子構造の圧力変化を示すことが明らかとなった。また、超伝導の性質も両者で異なる点が見出された。このことは、f電子と伝導電子との相関の微妙な変化は、電子構造に大きな影響を与え、超伝導の性質に違いをもたらしていることを示唆している。

研究成果

• [国際共同研究] ベネズエラ科学研究所(ベネズエラ)
• [国際共同研究] スイス工科大(スイス)
• [国際共同研究] ベネズエラ国立科学研究所(ベネズエラ)
• [雑誌論文] Superconductivity Induced by Surface Polishing in CeIrSi3 (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Iida, M. Sato, N. Kimura
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 85 号: 7 ページ: 073708-073708
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.073708
  • NAID: 210000133993
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unusual pressure evolution of the Meissner and Josephson effects in the heavy-fermion superconductor UPt3 (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Gouchi, A. Sumiyama, A. Yamaguchi, G. Motoyama, N. Kimura, E. Yamamoto, Y. Haga, Y. Onuki
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 93 号: 17
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.174514
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi Surface of ThRu2Si2 as a Reference to the Strongly Correlated Isostructural Metals Investigated by Quantum Oscillations (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Haga, N. Tateiwa, H. Aoki, N. Kimura, T. Yamamura, E. Yamamoto, T. D. Matsuda, Z. Fisk, and H. Yamagami
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 85 号: 10 ページ: 104709-104709
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.104709
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Type II/1 Superconductivity with Extremely High Hc3 in Noncentrosymmetric LaRhSi3 (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Kimura, N. Kabeya, K. Saitoh, K. Satoh, H. Ogi, K. Ohsaki, H. Aoki
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 85 号: 2 ページ: 024715-024715
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.024715
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantum critical point and unusual phase diagram in the itinerant-electron metamagnet UCoAl (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kimura, N. Kabeya, H. Aoki, K. Ohyama, M. Maeda, H. Fujii, M. Kogure, T. Asai, T. Komatsubara, T. Yamamura, I. Satoh
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 3 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.035106
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic critical behavior in U(Co1-xFex)Al (0 < x < 0.02) studied by 59Co nuclear quadrupole resonance measurement (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Karube, T. Hattori, K. Ishida, and N. Kimura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 91 号: 7 ページ: 075131-075131
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.075131
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anomalies in the antiferromagnetic phase on CeIrSi_3 (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Iida, M. Satoh, N. Kabeya, H. Aoki, N. Kimura
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 592 ページ: 012012-012012
  • DOI: 10.1088/1742-6596/592/1/012012
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Search for Superconducting Energy Gap in UPt3 by Point-Contact Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Gouchi, A. Sumiyama, A. Yamaguchi, G. Motoyama, N. Kimura, E. Yamamoto, Y. Haga, Y. Onuki
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 592 ページ: 012066-012066
  • DOI: 10.1088/1742-6596/592/1/012066
  • 査読あり / オープンアクセス / 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] Single-crystal growth and de Haas-van Alphen effect study of ThRu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsumoto, Yoshinori Haga, Naoyuki Tateiwa, Haruyoshi Aoki, Noriaki Kimura, Tasuma D Matsuda, Etsuji Yamamoto, Zachary Fisk, Hiroshi Yamagami
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3 ページ: 011096-011096
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.011096
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Robust Zero Resistance under Magnetic Fields in Non-centrosymmetric Superconductor LaRhSi_3 (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Kimura, H. Ogi, K. Satoh, G. Ohsaki, K. Saitoh, H. Iida, H. Aoki
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.015011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Search for the Spontaneous Ferromagnetic Transition in UCoAl under the c-axis Uniaxial Pressure Studied by Nuclear-Quadrupole-Resonance Measurement (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Karube, S. Kitagawa, T. Hattori, K. Ishida, N. Kimura, T. Komatsubara
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.012014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anisotropic Uniaxial Pressure Response in UCoAl Studied by Nuclear Magnetic Resonance Measurement (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Karube, S. Kitagawa, T. Hattori, K. Ishida, N. Kimura, and T. Komatsubara
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 号: 8 ページ: 084706-084706
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.084706
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pairing Symmetry of UPt3 Probed by Thermal Transport Tensors (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Izawa, Y. Machida, A. Itoh, Y. So, K. Ota, Y. Haga, E. Yamamoto, N. Kimura, Y. Onuki, Y. Tsutsumi, and K. Machida
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 6 ページ: 0610131-8
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.061013
  • NAID: 210000133108
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Josephson Effect between UPt3 and Conventional Superconductors under Pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Gouchi, A. Sumiyama, A. Yamaguchi, G. Motoyama, N. Kimyura, E. Yamamoto, Y. Haga, and Y. Onuki
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.011067
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fermi Surface Properties, Metamagnetic Transition and Quantum Phase Transition of CeRu2Si2 and Its Alloys Probed by the dHvA Effect (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Aoki, N. Kimura, T. Terashima
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 7 ページ: 072001-072001
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.072001
  • NAID: 210000133157
  • 査読あり
• [学会発表] UPt3の反強磁性秩序（ゆらぎ）に対するNMRによる研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青山泰介, 小手川恒, 藤秀樹, 木村憲彰, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
• [学会発表] U(Co1-xOsx)Al系における量子相転移 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田瑞穂, A. V. Andreev, 山村朝雄, 木村憲彰
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
• [学会発表] 空間反転対称性の破れたLaRhSi3のtype-II/1超伝導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村憲彰, 壁谷典幸, 斎藤紘佑, 佐藤寿則, 小城肇, 大崎剛喜, 青木晴善
  • 学会等名: 第71回日本物理学会年次大会（2016年）
  • 発表場所: 東北学院大学（仙台）
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 圧力下におけるYb2Pd2Snの磁場誘起量子臨界現象 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小室春佳, 菊池文武, 壁谷典幸, 木村憲彰, 落合明
  • 学会等名: 第71回日本物理学会年次大会（2016年）
  • 発表場所: 東北学院大学（仙台）
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 遍歴電子系メタ磁性体UCoAlの超臨界領域における磁気抵抗の増大 (2016)
  • 著者名/発表者名: 前田瑞穂, 浅井卓也, 小松原武美, 山村朝雄, 木村憲彰
  • 学会等名: 第71回日本物理学会年次大会（2016年）
  • 発表場所: 東北学院大学（仙台）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] UPt3の反強磁性秩序(ゆらぎ)に対する高磁場下NMRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青山泰介, 小手川恒, 藤秀樹, 木村憲彰, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
• [学会発表] Quantum Critical Point of Itinerant-Electron Metamagnet UCoAl (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kimura, N. Kabeya, K. Ohyama, M. Maeda, H. Fujii, M. Kogure, T. Asai, H. Aoki, and T. Komatsubara
  • 学会等名: International Workshop on Itinerant-Electron Magnetism
  • 発表場所: 京都大学（京都）
  • 年月日: 2015-09-26
  • 国際学会
• [学会発表] Transport properties in the vicinity of the critical point of the metamagnetic transition in UCoAl (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Maeda, K. Ohyama, T. Asai, T. Komatsubara, N.Kimura
  • 学会等名: International Workshop on Itinerant-Electron Magnetism
  • 発表場所: 京都大学（京都）
  • 年月日: 2015-09-26
  • 国際学会
• [学会発表] 遍歴強磁性体ZrZn2の高圧下Hall効果測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前川浩隆, 井村敬一郎, 出口和彦, 佐藤憲昭, 壁谷典幸, 木村憲彰, 落合明
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学（大阪）
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] Quantum Critical Point of UCoAl determined by AC Magnetic Susceptibility (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kimura, N. Kabeya, K. Ohyama, M. Maeda, H. Fujii, M. Kogure, T. Asai, H. Aoki, T. Komatsubara, T. Yamamura, I. Satoh
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2015
  • 発表場所: Palau de Congressos de Catalunya, Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-07-09
  • 国際学会
• [学会発表] Fermi Surface properties in impurity kondo effect : Quantum oscillation study on CexLa1-xRu2Si2 and UxTh1-xRu2Si2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, Y. Haga, N. Tateiwa, N. Kimura, H. Aoki, E. Yamamoto, S. Ohara, Z. Fisk, H. Yamagami
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2015
  • 発表場所: Palau de Congressos de Catalunya, Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] NQR/NMRを用いたU(Co1-xFex)Alの強磁性転移と磁気ゆらぎの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 軽部皓介、服部泰佑、石田憲二、小松原武美、木村憲彰
  • 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)
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] UCoAlの温度 圧力 磁場相図と量子臨界点 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村憲彰、前田瑞穂、大山一志、藤井宏行、小暮真佑子、壁谷典幸、青木晴善
  • 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)
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] 重い電子系超伝導体UPt3の圧力下ジョセフソン効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 郷地順、住山昭彦、山口明、本山岳、木村憲彰、山本悦嗣、芳賀芳範、大貫惇睦
  • 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)
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] 遍歴強磁性体ZrZn2の圧力下Hall効果測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前川浩隆、井村敬一郎、出口和彦、佐藤憲昭、壁谷典幸、木村憲彰、落合明
  • 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)
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] 重い電子系CeIrSi3の磁気抵抗の圧力効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飯田祐己、佐藤将、青木晴善、木村憲彰
  • 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)
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] Ce2Pt2Pbの圧力下磁気相図と量子臨界現象 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邊裕介、佐藤直樹、壁谷典幸、木村憲彰、落合明
  • 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)
  • 年月日: 2015-03-22
• [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)
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 59Co-NQRを用いたU(Co1-xFex)Alの強磁性転移の変化の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 軽部皓介、服部泰佑、石田憲二、小松原武美、木村憲彰
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2014-09-09
• [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(春日井)
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] 重い電子系CeTSi3(T:遷移金属)の磁性と超伝導の共存領域における超伝導の振る舞い (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯田祐己、佐藤将、青木晴善、木村憲彰
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] Anomalies in the antiferromagnetic phase on CeIrSi3 (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Iida, M. Satoh, H. Aoki, N. Kimura
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Campus Saint Martin d'Hres Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-08
• [学会発表] Enhancement of the cyclotron effective mass in U0.03Th0.97Ru2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Haga, Y. Matsumoto, N. Tateiwa, E. Yamamoto, N. Kimura, T. Yamamura, Z. Fisk
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Campus Saint Martin d'Hres Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-08
• [学会発表] Search for Superconducting Energy Gap in UPt3 by Point-Contact Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Gouchi, A. Sumiyama, A. Yamaguchi, G. Motoyama, N. Kimura, E. Yamamoto, Y. Haga, Y. Onuki
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Campus Saint Martin d'Hres Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-08
• [学会発表] Crystal structure of non-centrosymmetric heavy fermion superconductors CeRhSi3 and CeIrSi3 studied by single-crystal diffraction (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Aso, T. Fukami, H. A. Tanaka, S. Tsuchihashi, H. Iida, N. Kimura, H. Aoki
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Campus Saint Martin d'Hres Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-08
• [備考] arXiv:1702.06812
  • URL: http://lanl.arxiv.org/abs/1702.06812
• [備考] 極低温量子物理研究室研究成果
  • URL: http://www.vlt.phys.tohoku.ac.jp/report.html