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一軸応力下微視測定による重い電子系の隠れた秩序の観測

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 23102703
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
研究機関茨城大学

研究代表者

横山 淳  茨城大学, 理学部, 准教授 (70361285)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード低温物理 / 重い電子系 / ウラン化合物 / 中性子散乱 / 隠れた秩序
研究実績の概要

重い電子系ウラン化合物の秩序相に対して、一軸応力下微視実験を行ってきた。今回研究対象とした正方晶ウラン化合物UPd2Si2は、T_Nh=132 K以下で不整合反強磁性を、T_Nl=108 K以下で整合反強磁性を示す物質である。この系で見られる多彩な磁気秩序相の発現機構に関して、我々は、競合したサイト間相互作用は原子間距離や結晶対称性の変化に対して敏感であると予想し、相互作用の性質や起源について微視的な情報を得るために、一軸応力下中性子弾性散乱実験を行った。その結果、[010]方向の一軸応力の印加に対してT_Nhはほとんど変化しないのに対し、T_Nlは応力に比例して上昇する振舞いが観測された。上昇の割合はおおよそ4.3 K/GPaと見積もられ、単純に外挿するとT_Nhとは5.4 GPa近傍で一致する。また、115 Kでの不整合反強磁性ベクトルq_zは常圧での0.736から0.8GPaでの0.747に増加することが分かった。これらのことより、[010]方向の応力印加では整合反強磁性が安定化する傾向にあると考えられる。これらの結果を静水圧下で実験結果と比較することにより、この系の多彩な磁気構造はc軸格子定数よりも、a軸格子定数など他の格子の要素と密接な関係があることを提案した。さらに、この系の磁気秩序の応力依存性に対して、局在ウランモーメントによるANNNIモデルと比較することにより、ウランモーメントは単純に局在しているとするアプローチを超えた、ウランモーメント間の相互作用に対するより詳細な理解が必要であることを提案した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (23件)

  • [雑誌論文] Symmetry of the Hidden Order in URu2Si2 from Nuclear Magnetic Resonance Studies2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takagi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 81 号: 11 ページ: 114710-114710

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.114710

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutron Scattering Study on Commensurate and Incommensurate Antiferromagnetic Phases in UPd2Si2 under Uniaxial Stress2012

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

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 号: Suppl.B ページ: SB020-SB020

    • DOI

      10.1143/jpsjs.81sb.sb020

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature specific heat for ferromagnetic and antiferromagnetic orders in CaRu1-xMnxO32012

    • 著者名/発表者名
      M. Yokoyama
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 391 ページ: 012114-012114

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012114

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR and NQR investigations of local symmetry in the hidden order phase of URu2Si22012

    • 著者名/発表者名
      T. Mito, M. Hattori, G. Motoyama, Y. Sakai, T. Koyama, K. Ueda, T. Kohara, M. Yokoyama and H. Amitsuka
    • 雑誌名

      Journal of Physics:Conference Series

      巻: 391 ページ: 0120441-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012044

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emergence of Magnetic Long-range Order in Frustrated Pyrochlore Nd_2Ir_2O_7 with Metal-Insulator Transition2012

    • 著者名/発表者名
      K.Tomiyasu, K.Matsuhira, et al
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn

      巻: 81 号: 3 ページ: 34709-34709

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.034709

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 重い電子化合物の中性子散乱2012

    • 著者名/発表者名
      横山淳
    • 雑誌名

      物性研究

      巻: 97 ページ: 675-701

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystalline electric field study in the pyrochlore Nd_2Ir_2O_7 with metal-insulator transition2011

    • 著者名/発表者名
      M.Watahiki
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 320

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular spin-liquid state in the spin-3/2 frustrated spinel HgCr_2O_42011

    • 著者名/発表者名
      K.Tomiyasu, H.Ueda, et al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 84 号: 3 ページ: 35115-35115

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.035115

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 73Ge-NMR Investigation of the Hidden Order in URu2Si22011

    • 著者名/発表者名
      水戸毅、服部翠、本山岳、小原孝夫(5名省略、7番目)
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 80Suppl 号: Suppl.A ページ: SA016-SA016

    • DOI

      10.1143/jpsjs.80sa.sa016

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interplay between quantum criticality and geometric frustration in Fe_3Mo_3N with stella quadrangula lattice2011

    • 著者名/発表者名
      T. Waki, H. Nakamura, 他8名
    • 雑誌名

      EPL

      巻: vol.94 (3) 号: 3 ページ: 37004-37004

    • DOI

      10.1209/0295-5075/94/37004

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] U(Ru1-xRhx)2Si2 の隠れた秩序相における磁気揺らぎ2013

    • 著者名/発表者名
      横山淳
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第4 回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2 の放射光X 線2013

    • 著者名/発表者名
      網塚浩
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第4 回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] UPd2Si2 の整合-不整合反強磁性に対する一軸応力効果2013

    • 著者名/発表者名
      横山淳
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第4 回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子超伝導体CeCoIn5 のFFLO 相における超音波物性2013

    • 著者名/発表者名
      島村裕志
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第4 回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 遍歴強磁性体SrRuO3 のLa置換による強磁性相の抑制2013

    • 著者名/発表者名
      中野優
    • 学会等名
      日本物理学会第68 回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] UPd2Si2 の整合-不整合反強磁性に対する一軸応力効果2013

    • 著者名/発表者名
      横山淳
    • 学会等名
      日本物理学会第68 回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2 のX 線構造解析III2013

    • 著者名/発表者名
      田端千紘
    • 学会等名
      日本物理学会第68 回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] URu_2Si_2のX線構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      田端千紘
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] NMR/NQR測定で得られるURu_2Si_2の微視的情報2012

    • 著者名/発表者名
      服部翠
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] HER-IRT プロジェクト課題の研究:重い電子系URu2Si2 の隠れた秩序相における反強磁性ゆらぎ2012

    • 著者名/発表者名
      横山淳
    • 学会等名
      ISSP ワークショップ3 軸分光器研究会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2 の隠れた秩序の対称性と単結晶NMR2012

    • 著者名/発表者名
      高木滋
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2 のX 線構造解析II2012

    • 著者名/発表者名
      田端千紘
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超音波による重い電子超伝導体CeCoIn5 のFFLO 相の研究2012

    • 著者名/発表者名
      島村裕志
    • 学会等名
      日本物理学会新潟支部会第41回例会
    • 発表場所
      日本歯科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Antiferromagnetic fluctuation in hidden order phase of U(Ru,Rh)2Si22012

    • 著者名/発表者名
      M. Yokoyama
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2012
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] “Synchrotron X-ray diffraction study on crystal structure of URu2Si22012

    • 著者名/発表者名
      C. Tabata
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2012
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Uniaxial Stress on Incommensurate and Commensurate Antiferromagnetic Orders in UPd_2Si_22011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakada
    • 学会等名
      International workshop on heavy fermions TOKIMEKI 2011
    • 発表場所
      Osaka University
    • 年月日
      2011-10-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2のRh置換系における弾性応答2011

    • 著者名/発表者名
      渡邊雄人
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2の隠れた秩序は時間反転対称性を破っているか2011

    • 著者名/発表者名
      高木滋
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2隠れた秩序相における対称性低下検出の試み-NMR/NQR測定-2011

    • 著者名/発表者名
      服部翠
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子Ce(Ru1-xRhx)2Si2の反強磁性量子相転移におけるランダムネスの効果2011

    • 著者名/発表者名
      田畑吉計
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Low-Temperature Specific Heat in Ferromagnetic and Antiferromagnetic Phases of CaRu1-xMnxO32011

    • 著者名/発表者名
      M.Yokoyama
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems SCES2011
    • 発表場所
      Cambridge University, Cambridge, UK
    • 年月日
      2011-09-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Search for Resonant X-Ray Scattering from the Hidden-Order State in URu2Si22011

    • 著者名/発表者名
      H.Amitsuka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems SCES2011
    • 発表場所
      Cambridge University, Cambridge, UK
    • 年月日
      2011-09-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Neutron Scattering Study on Commensurate and Incommensurate Antiferromagnetic Phases in UPd2Si2 under Uniaxial Stress2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakada
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems SCES2011
    • 発表場所
      Cambridge University, Cambridge, UK
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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