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奇パリティ多極子秩序系におけるドメイン観察手法の開発と新奇量子伝導の開拓

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 18H04302
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
研究機関東北大学

研究代表者

大串 研也  東北大学, 理学研究科, 教授 (30455331)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード強相関電子系 / 磁気輸送現象 / 多極子秩序 / 鉄系超伝導 / 電気伝導 / 磁気四極子 / 輸送現象
研究実績の概要

磁気四極子秩序系BaMn2As2にホールを注入した系Ba1-xKxMn2As2を対象に、電子相図と電荷ダイナミクスの解明を目指した研究を推進した。はじめに、幅広い組成を精密に制御したBa1-xKxMn2As2の純良単結晶を育成し、それに対して電気抵抗率・磁化率を測定した。その結果、100 K付近で低温の絶縁体的な振る舞いにクロスオーバーするBaMn2As2と対照的に、ホールドープ系Ba1-xKxMn2As2では絶縁体相が抑制され全温度域で金属的な電気抵抗率を示すことが分かった。各試料における温度依存性の詳細に着目すると、x = 0.25で見える下凸の電気抵抗率はx= 0.39では上凸に変化していることがわかり、電荷ダイナミクスな系統的に変化していることが分かった。また、低温領域における弱強磁性は、0.15 < x < 0.50で出現しドーム型の形状を示すことを解明した。この弱強磁性相は、磁気誘起強誘電相と捉えられ、新奇な磁気伝導の舞台であると考えられる。この点を念頭に、磁場強度・磁場方位を詳細に変化させた際の磁気抵抗効果の測定を実施した。その結果、弱強磁性の臨界領域では臨界散乱の抑制に起因した負の磁気抵抗効果が、低ドープ領域の電子局在領域においては正常磁気抵抗に起因する正の磁気抵抗効果が顕著であることを明らかにした。また、弱強磁性相において、顕著な異方的磁気抵抗効果を観測した。母体の異方的磁気抵抗効果と比較すると、絶対値が大きく、高次の異方性項を含むとおう特徴がある。この異方的磁気抵抗効果は、奇パリティ多極子秩序系における電気磁気効果および磁気誘起強誘電性の観点から理解できることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Hydrated lithium intercalation into the Kitaev spin liquid candidate material α?RuCl32019

    • 著者名/発表者名
      Imai Yoshinori、Konno Katsuya、Hasegawa Yoshinao、Aoyama Takuya、Ohgushi Kenya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 24 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.245141

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polar state induced by block-type lattice distortions in BaFe2Se3 with quasi-one-dimensional ladder structure2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Aoyama, Satoshi Imaizumi, Takuya Togashi, Yoshifumi Sato, Kazuki Hashizume, Yusuke Nambu, Yasuyuki Hirata, Masakazu Matsubara, and Kenya Ohgushi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 99 号: 24 ページ: 241109-241109

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.241109

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large magnon contributions to thermal conductance in quasi-one-dimensional Fe-based ladder compounds BaFe2(S1-xSex)32019

    • 著者名/発表者名
      Fei Du, Yutaka Ueda, and Kenya Ohgushi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 123 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.086601

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Semimetallic State in La3Ir3O11 with the KSbO3 Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Aoyama Takuya、Emi Kazutoshi、Tabata Chihiro、Nambu Yusuke、Nakao Hironori、Yamauchi Touru、Ohgushi Kenya
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 9 ページ: 093706-093706

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.093706

    • NAID

      40022008722

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 梯子型鉄系化合物BaFe2S3における圧力誘起超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      山内 徹, 高橋 博樹, 南部 雄亮, 佐藤 卓, 平田 靖透, 大串 研也
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 54 ページ: 27-42

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure determination under high pressure in the iron-based ladder superconductor BaFe2S32018

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, S. Maki, Y. Murakami, Y. Hirata, K. Ohgushi, and J. Yamaura
    • 雑誌名

      Supercond. Sci. Technol.

      巻: 31

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] BaMn2As2における磁気四極子秩序2019

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      J-Physics地域研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Self-organization of electrons in Fe-based superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Kenya Ohgushi
    • 学会等名
      新学術領域研究「量子液晶の物性科学」キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ferroic Order of Magnetic Quadrupoles in BaMn2As22019

    • 著者名/発表者名
      Kenya Ohgushi
    • 学会等名
      J-Physics International Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Kitaevスピン液体候補物質RuCl3の赤外吸収スペクトル測定2019

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      東北大学ー理研第1回連携ワークショップ『テラヘルツ光研究の新展開と産業応用への展望』
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Exploring novel electronic properties near Kitaev spin liquid2019

    • 著者名/発表者名
      Kenya Ohgushi
    • 学会等名
      the 3rd Asia-Pacific Workshop on Quantum Magnetism held
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 磁気四極子秩序系BaMn2As2におけるドメイン観察と新奇量子伝導開拓2019

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      J-Physics研究会全体会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 擬一次元梯子型鉄系化合物BaFe2(Se1-xSx)3 の赤外分光2019

    • 著者名/発表者名
      木村遼太, 今泉聖司, 佐々木宏也, 池本夕佳, 森脇太郎, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶BaFe2X3 (X=S,Se)の57Feメスバウアー分光法による研究2019

    • 著者名/発表者名
      冨田健史, 池田修悟, 今泉聖司, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 小林寿夫
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 梯子型鉄系化合物の赤外分光2019

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      第36回 SPring-8先端利用技術ワークショップ ~強磁場中顕微赤外分光と高輝度放射光施設における赤外ビームラインの展望~
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electronic phase diagram of quasi-one-dimensional iron-based ladder compounds BaFe2(S1-xSex)32019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kimura, Satoshi Imaizumi, Koya Sasaki, Yuka Ikemoto, Taro Moriwaki,Takuya Aoyama, Yoshinori Imai, and Kenya Ohgushi
    • 学会等名
      The 2nd Symposium for World Leading Research Centers -Materials Science and Spintronics-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れた磁性体Ba1-xKxMn2As2の磁気輸送現象2019

    • 著者名/発表者名
      工藤真裕, 江見知俊, 青山拓也, 今井良宗, 木村尚次郎, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Kitaevスピン液体候補物質α-RuCl3へのアルカリ金属インターカレーション2019

    • 著者名/発表者名
      今野克哉, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 奇パリティ多極子秩序伝導系の開拓2019

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      新学術領域研究J-Physics領域研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 擬一次元梯子型鉄系化合物BaFe2(Se1-xSx)3における基礎物性測定2018

    • 著者名/発表者名
      今泉聖司, 青山拓也, 佐伯雄大, 今井良宗, 南部雄亮, Fei Du, 上田 寛, Maxim Avdeev, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 梯子型鉄系化合物における超伝導とマルチフェロイクス2018

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      東京大学物性研究所 短期研究会「量子多体効果が生み出す液晶的電子状態」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第二高調波発生を用いた梯子型鉄系化合物Ba2Se3における極性構造の探索2018

    • 著者名/発表者名
      今泉 聖司、青山 拓也、富樫 拓也、佐藤 佳史、松原 正和、大串 研也
    • 学会等名
      第3回固体化学フォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非対角応答の観測による拡張奇パリティ多極子伝導系の開拓2018

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 奇パリティ多極子秩序系におけるドメイン観察手法の開発と新奇量子伝導の開拓2018

    • 著者名/発表者名
      大串研也
    • 学会等名
      新学術領域研究J-Physics領域全体会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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