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基底状態に高次多極子自由度を有する希土類化合物の極低温精密物性測定

公募研究

研究領域重い電子系の形成と秩序化
研究課題/領域番号 21102508
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
研究機関富山大学

研究代表者

田山 孝  富山大学, 大学院・理工学研究部(理学), 准教授 (20334344)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2010年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2009年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード強相関電子系 / 多極子秩序 / 磁化 / 熱膨張 / 圧力実験
研究概要

立方晶構造をもつ希土類アンチモン(HoSb, DySb)の研究を行った。HoSbとDySbはT_N=5.4Kと10Kでそれぞれ反強磁性転移を示す。これらの物質はΓ_8四重項が結晶場基底状態の極近傍にあり,多極子自由度が低温物性に重要な役割を果たしていると考えられている。しかしながら低温での詳しい物性についてはまだ明らかになっていない。そこで自己フラックス法を用いた単結晶試料育成を行った。電気抵抗測定からHoSbの残留抵抗比は100程度あり,純良な単結晶試料であることがわかった。この単結晶試料を用いて比熱,磁化,熱膨張測定を行った。TN以下の磁化過程で観測されるメタ磁性転移は以前に報告されていたものよりもかなり鋭かった。この結果もまた我々の試料の純良であることを示唆していると考えられる。DySbについては磁化測定のみ行った。得られた転移温度はTN=9.95Kであり,既報の結果とよく一致することがわかった。
PrCu_4Agも立方晶構造をもち,T_N=2.4Kで反強磁性転移を示す。昨年度この物質の単結晶試料の育成に初めて成功した。今年度はこの試料を用いて比熱,電気抵抗,磁化,熱膨張,弾性定数の測定を行った。弾性定数(C_<11>-C_<12>)/2とC_<44>の温度依存性において,70K以下において明瞭なソフト化が観測された。この弾性定数の結果を結晶場モデルで解析を行ったところ,結晶場基底状態はΓ_5三重項で実験結果をほぼ再現できることがわかった。この物質の興味深い点として,帯磁率および比熱において10K付近でかなりブロードなピークが見つかった。このピークは単純なショットキーピークでは再現できない。この異常については四極子ゆらぎ効果やサイトランダムネスの観点から,今後詳しく調べてみる予定である。
金属化合物SmIn_3は立方晶AuC_3型の結晶構造をもち、14.7, 15.2, 15.9Kで逐次相転移を示す。結晶場基底状態はΓ_8四重項であることが報告されているが,秩序状態についてはまだ詳しいことが分かっていない。そこでSmIn_3の単結晶試料の極低温磁化測定を行った。その結果,0.3Kでの等温磁化過程においてド・ハース・ファン・アルフェン振動が確認された。このことは我々の作成した試料が純良であることを示唆している。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] Structural and electronic properties of pyrochlore-type A_2Re_2O_7 (A=Ca, Cd, and Pb2011

    • 著者名/発表者名
      Ohgushi, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 83

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic and Thermal Properties in Cubic Single Crystal PrCu_4Ag2010

    • 著者名/発表者名
      Zhang, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low Temperature Magnetic Properties of Ce_3Pd_<20>Si_62010

    • 著者名/発表者名
      Mitamura, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Phase Diagram in NdCu_<4>Ag Single Crystal2010

    • 著者名/発表者名
      Zhang, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 79

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-reversal symmetry breaking and spontaneous Hall effect without magnetic dipole order2009

    • 著者名/発表者名
      Machida, et al.
    • 雑誌名

      Nature 463

      ページ: 210-213

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 立方晶PrCu_4Agの磁場中超音波測定2011

    • 著者名/発表者名
      張帥, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 充填スクッテルダイトPrRu_4P_<12>の低温非金属相におけるPr三重項基底状態2011

    • 著者名/発表者名
      青木勇二, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 立方晶RFe_2Zn_<20>(R=Y, Dy, Ho)の単結晶試料の作製と磁化と比熱2011

    • 著者名/発表者名
      宮本聡太, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 価数揺動化合物CeSn_3の熱電特性の異常2011

    • 著者名/発表者名
      舟根真由美, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性体SmIn_3の低温磁化および熱膨張2011

    • 著者名/発表者名
      高山弥生, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Dy_2Ti_2O_7のカゴメアイス状態におけるカステレイン転移2011

    • 著者名/発表者名
      土居直弘, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性体NdCu_4Agの低温磁化および熱膨張測定2010

    • 著者名/発表者名
      高山弥生, 他
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ce系中間原子価物質の極低温熱電能異常2010

    • 著者名/発表者名
      舟根真由美, 他
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] CeRu_2Si_2希釈・置換系の極低温領域熱電能2010

    • 著者名/発表者名
      田中智也, 他
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 六方晶PrCu_4Alの単結晶作製と結晶磁気異方性2010

    • 著者名/発表者名
      仲原磨子, 他
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 立方晶HoSbの単結晶の磁化と比熱2010

    • 著者名/発表者名
      宇尾竜一, 他
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性量子臨界点近傍のCe系化合物における極低温域の熱電能と比熱の相関2010

    • 著者名/発表者名
      桑井智彦, 他
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新しい立方晶PrCu4Agの単結晶における低温異常物性2010

    • 著者名/発表者名
      張帥, 他
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 立方晶HoSbの単結晶試料による磁場中比熱2010

    • 著者名/発表者名
      宇尾竜一, 他
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 六方晶PrCu4Alの結晶磁気異方性2010

    • 著者名/発表者名
      仲原磨子, 他
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 立方晶化合物SmCu4Agの極低温磁化・熱膨張測定2010

    • 著者名/発表者名
      三浦唯, 他
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性体NdCu4Agの低温磁化および熱膨張2010

    • 著者名/発表者名
      高山弥生, 他
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] CeRu2Si2希釈・置換系の極低温熱電能2010

    • 著者名/発表者名
      田中智也, 他
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 立方晶NdCu_<4>Agの磁場中比熱2009

    • 著者名/発表者名
      張帥, 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ce_<3>Pd_<20>Si_<6>の極低温磁化II2009

    • 著者名/発表者名
      三田村裕幸, 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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