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クラスター構造をもつ準結晶における多極子伝導系の研究

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 16H01071
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

出口 和彦  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (40397584)

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
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード強相関電子系 / 低温物性 / 金属物性 / 磁性 / 超伝導
研究実績の概要

強相関電子系における並進対称性(大きな構造として周期性・準周期性)の役割の解明するため、電子状態の特異性が顕著に表れる希土類を含むTsai-typeクラスター構造をもつ量子臨界物質Au-Al-Yb準結晶・近似結晶や超伝導物質のような強相関電子系準結晶の物性について同じ局所構造を持つ準結晶(準周期)・近似結晶(周期)を作成し、対照実験を行い、準結晶特有の強相関電子物性を明らかにする研究を進めた。
(1)前年の研究でAu-Al-Yb準結晶が静水圧に対し「硬い」量子臨界物質であることと対照的に、Au-Al-Yb近似結晶は圧力に「敏感な」重い電子系の近似結晶であること発見した。そこで、Yb原子の配位原子を置換により変化させて、元素置換効果に着目して準結晶に特有の物性を調べた。Au(Al)をCu(Ga)に部分置換した(Au,Cu)-Al-Yb、Au-(Al,Ga)-Yb準結晶でも準結晶の量子臨界現象は置換効果(化学圧力)に対して「硬さ」を示すことが明らかとなり、準結晶特有の電子状態がAu-Al-Yb準結晶の量子臨界現象・磁性と密接に結びついていることがわかった。
(2)Au-Ge-Yb近似結晶の超伝導の研究を一歩進め、Al-Mg-Zn準結晶において50mKでバルクの超伝導が発現することを明らかにして、準結晶の超伝導の研究の端緒をつかんだ。Nature Communicationsに論文発表し[1]、“ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」”(伊東 乾, JBpress)のようにニュースとして取り上げられた。
[1] “Discovery of Superconductivity in Quasicrystal” K. Kamiya, K. Deguchi et al., Nature Communications 9, 154 (2018).

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

    (24件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Discovery of superconductivity in quasicrystals2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya, T. Takeuchi, N. Kabeya, N. Wada, T. Ishimasa, A. Ochiai, K. Deguchi, K. Imura, N.K. Sato
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 154-154

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02667-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First Observation of Heavy Fermion Behavior in Ce-Based Icosahedral Approximant2017

    • 著者名/発表者名
      K. Imura, K. Nobe, K. Deguchi, M. Matsunami, H. Miyazaki, A. Yasui, E. Ikenaga, N. K. Sato
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 86 号: 9 ページ: 093702-093702

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.093702

    • NAID

      210000134491

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum critical behavior in magnetic quasicrystals and approximant crystals2017

    • 著者名/発表者名
      N. K. Sato, S.Matsukawa, K. Nobe, K. Imura, K. Deguchi, T. Ishimasa
    • 雑誌名

      J. Physics Conf. Series

      巻: 868 ページ: 012005-012005

    • DOI

      10.1088/1742-6596/868/1/012005

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct observation of heterogeneous valence state in Yb-based quasicrystalline approximants2017

    • 著者名/発表者名
      M. Matsunami, M. Oura, K. Tamasaku, T. Ishikawa, S. Ideta, K. Tanaka, T. Takeuchi, T. Yamada, A.P. Tsai, K. Imura, K. Deguchi, N.K. Sato, T. Ishimasa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.241102

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of Quantum-Criticality-Like Behavior in Dilute Kondo System:CexLa1-xCu5.62Au0.382017

    • 著者名/発表者名
      T. Shiino, Y. Shinagawa, K. Imura, K. Deguchi, N. K. Sato
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 86 号: 12 ページ: 123705-123705

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.123705

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observation of Systematic Variation in Yb Ion Valence as a Function of Interatomic Spacing in Icosahedral Approximant Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi, K. Deguchi, S. Matsukawa, K. Imura, and N. K. Sato
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 4 ページ: 043702-043702

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.043702

    • NAID

      210000134324

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of the Au-Al-Yb Approximant under Hydrostatic Pressure2017

    • 著者名/発表者名
      S. Matsukawa, K. Deguchi, K. Imura, T. Ishimasa, and N. K. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conf. Series

      巻: 809 ページ: 012013-012013

    • DOI

      10.1088/1742-6596/809/1/012013

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anticorrelation between polar lattice instability and superconductivity in the Weyl semimetal candidate MoTe22017

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, T. Akiba, K. Imura, T. Shiino, K. Deguchi, N. K. Sato, H. Sakai, M. S. Bahramy, and S. Ishiwata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.100501

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aging effects of dodecagonal quasicrystal formed in Mn-Cr-Ni-Si alloys2017

    • 著者名/発表者名
      K. Toyonaga, and T. Ishimasa
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conf. Series

      巻: 809 ページ: 012015-012015

    • DOI

      10.1088/1742-6596/809/1/012015

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-Driven Quantum Criticality and T/H Scaling in the Icosahedral Au-Al-Yb Approximant2016

    • 著者名/発表者名
      S. Matsukawa, K. Deguchi, K. Imura, T. Ishimasa, and Noriaki K. Sato
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 6 ページ: 063706-063706

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.063706

    • NAID

      40020851813

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mysteries of icosahedral quasicrystals: how are the atoms arranged ?2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimasa
    • 雑誌名

      IUCrJ

      巻: 3 号: 4 ページ: 230-231

    • DOI

      10.1107/s2052252516009842

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 量子臨界現象と高次元性2018

    • 著者名/発表者名
      出口和彦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 正20面体準結晶の磁性と超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      出口和彦
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理 平成29年度領域全体会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Au-Ga-Yb準結晶・近似結晶の磁性と電子状態2018

    • 著者名/発表者名
      出口和彦, 廣川慎之介, 米山祐樹, 横田晋次郎, 坂本和司、井村敬一郎, 佐藤憲昭, 豊永詞, 石政勉, 山本義哉, 川井拓真, 水木純一郎, 山岡人志, 平岡望, 石井啓文
    • 学会等名
      第22回準結晶研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Tsai型クラスター構造をもつAu-Al-Yb準結晶の置換効果2017

    • 著者名/発表者名
      出口和彦, 難波慶介, 松川周矢, 廣川慎之介, 米山祐樹, 井村敬一郎, 石政勉, 佐藤憲昭
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Tsai 型クラスター構造をもつAu-Al-Yb 準結晶の置換効果(II)2017

    • 著者名/発表者名
      出口和彦, 難波慶介, 松川周矢, 廣川慎之介, 米山祐樹, 横田晋次郎,井村敬一郎, 佐藤憲昭, 豊永詞, 石政勉, 山本義哉, 山岡人志, 平岡望, 石井啓文
    • 学会等名
      第21回準結晶研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Criticality and Superconductivity in icosahedral Yb quasicrystals and approximants2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Deguchi
    • 学会等名
      Open space between aperiodic order and strong electronic correlations
    • 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] Magnetic quasicrystal with Yb icosahedron2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Deguchi
    • 学会等名
      J-Physics 2017: International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 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] 中間価数のYbをもつ磁気準結晶・近似結晶2017

    • 著者名/発表者名
      出口和彦
    • 学会等名
      J-Physicsトピカルミーティング「局在多極子と伝導電子の相関による新現象」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Physics hidden in open space between heavy fermions and quasicrystals2016

    • 著者名/発表者名
      Noriaki K. Sato
    • 学会等名
      13th International conference on quasicrystals (ICQ13)
    • 発表場所
      Dhulikhel Lodge Resort (Kathmandu, Nepal)
    • 年月日
      2016-09-18
    • 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] Magnetism and superconductivity in icosahedral quasicrystals and approximants with Tsai-type clusters2016

    • 著者名/発表者名
      K. Deguchi
    • 学会等名
      13th International conference on quasicrystals (ICQ13)
    • 発表場所
      Dhulikhel Lodge Resort (Kathmandu, Nepal)
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dodecagonal quasicrystal in Mn-based alloy2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimasa
    • 学会等名
      13th International conference on quasicrystals (ICQ13)
    • 発表場所
      Dhulikhel Lodge Resort (Kathmandu, Nepal)
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クラスター構造をもつ正20面体準結晶・近似結晶の磁性と超伝導2016

    • 著者名/発表者名
      出口和彦
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理 平成28年度領域全体会議
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Criticality and Superconductivity in Icosahedral Quasicrystals and Approximants with Tsai-type Clusters2016

    • 著者名/発表者名
      K. Deguchi
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2016)
    • 発表場所
      Zhejiang University (Hangzhou, China)
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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