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URu2Si2の強磁場磁気秩序と磁気相関の起源の解明

公募研究

研究領域J-Physics:多極子伝導系の物理
研究課題/領域番号 16H01060
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

野尻 浩之  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード5f電子系 / 中性子回析 / 強磁場 / 量子相転移 / 中性子回折
研究実績の概要

H29年度は、昨年度に引き続き中性子回折実験を英国のラザフォードアップルトン研究所にて実施した。これまでの一連の研究により、URu2Si2の強磁場相は、Rhのドーピングにより整合相と非整合相の2つの間に転移があり、その境界がRh 2%付近にあることが確定した。Rhドーピングによる相転移は、フェルミ面の再構成に対応すると考えられるが、最も重要な点は、隠れた秩序の存在もRhのドーピングに対して、整合-非整合相転移と符合した振る舞いを示す事である。この事は、Rhドーピングによるフェルミ面の変化が隠れた秩序の発源に直接関わっていることを示している。言い換えれば、Rhを高ドーピングしたフェルミ面では隠れた秩序は生じず、Rhが無いあるいは薄い状態のフェルミ面では隠れた秩序が生じるということであり、電子状態と隠れた秩序の関係が実験的に直接示されたのは非常に顕著な成果である。さらに重要な点として、Rh 4%以上で現れる整合相については、正方晶の対称性が保たれており、2つのa軸方向の変調は完全に等価で、ドメインの体積もほぼ1対1となっていることが示されていることから、隠れた秩序の消失は対称性の低下を伴ってないことが明らかになった。Rh 0%の非整合相のピークプロファイルをパルス中性子で測定した結果、スポットの異方性は見られない一方で、精度に限界があるが、波数の成分が複数ある可能性がある結果が得られている。これは、強磁場相は対称性が低下していないが、フェルミ面の特徴により複雑な磁気変調を伴っていることを示唆する。また、本研究の関連研究として、磁場誘起ネマティック相を示す新しい1次元化合物を見出し、強磁場相の特徴を多面的に明らかにした。これは磁場誘起多極子相の理解に寄与する結果である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Institut of Laue-Langevin/Commissariat a l´Energie Atomique/LNCMI(France)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ISIS, Rutherford Appleton Laboratory(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] IFW-Dresden(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut of Laue-Langevin(France)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ISIS, Rutherford Appleton Laboratory(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Signatures of a Magnetic Field-Induced Unconventional Nematic Liquid in the Frustrated and Anisotropic Spin-Chain Cuprate LiCuSbO42017

    • 著者名/発表者名
      H.-J. Grafe, S. Nishimoto, M. Iakovleva, E. Vavilova, L. Spillecke, A. Alfonsov, M.-I. Sturza, S. Wurmehl, H. Nojiri, H. Rosner, J. Richter, U. K. Roessler, S.-L. Drechsler, V. Kataev and B. Buchner
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06525-0

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] URu2Si2 under Intense Magnetic Fields: From Hidden Order to Spin-Density Wave2017

    • 著者名/発表者名
      W.Knafo, D.Aoki, G.W.Scheerer, F.Duc, F.Bourdarot, K.Kuwahara, H.Nojiri, L.-P.Regnault, J.Flouquet
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 印刷中 ページ: 457-460

    • DOI

      10.1016/j.physb.2017.09.062

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Field-induced spin-density wave beyond hidden order in URu2Si22016

    • 著者名/発表者名
      W. Knafo, F. Duc, F. Bourdarot, K. Kuwahara, H. Nojiri, D. Aoki, J. Billette, P. Frings, X. Tonon, E. Lelievre-Berna, J. Flouquet, L. P. Regnault
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 130751-7

    • DOI

      10.1038/ncomms13075

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Recent Progress in High Magnetic Field Science at SR and XFEL Sources2018

    • 著者名/発表者名
      H. Nojiri
    • 学会等名
      X-ray Diffraction and Spectroscopy in Very High Magnetic Fields at the Helmholtz Beamline for Extreme Fields
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutron Diffraction Experiments in Pulsed Magnetic Fields2017

    • 著者名/発表者名
      H. Nojiri
    • 学会等名
      International Union of Crystallography 2017 (IUCr2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フラストレーションしたCu1次元鎖の飽和磁場近傍の異常磁性2017

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Recent Progress in High Magnetic Field Research at HFLSM, Sendai2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nojiri
    • 学会等名
      2016 Hefei Conference on Novel Phenomena in High Magnetic Fields
    • 発表場所
      Hefei, China
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極低温パルス磁場軟X線磁気円二色性装置の開発とCe化合物のメタ磁性転移への応用2016

    • 著者名/発表者名
      安村光正, 野尻浩之, 鳴海康雄, 小谷佳範, 中村哲也
    • 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
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電子誘電体RFe2O4の強磁場軟X線磁気円二色性2016

    • 著者名/発表者名
      鳴海康雄, 藤原孝将, 神戸高志, 池田直, 安村光正, 野尻浩之, 小谷佳範, 中村哲也
    • 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
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] X-Ray and Neutron Scattering in High Magnetic Fields2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nojiri
    • 学会等名
      Korean Physical Society Meeting (KPS2016-Spring)
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-04-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 磁気物理学部門ホームページ

    • URL

      http://www.hfpm.imr.tohoku.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-05-13  

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