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プラセオジウム化合物における多極子、フォノン、核スピンによる複合量子状態の研究

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 23102710
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
研究機関新潟大学

研究代表者

椎名 亮輔  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30326011)

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
1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード磁性 / 希土類 / スクッテルダイト / 多極子 / 混成効果 / プラセオジウム / 電荷 / フラストレーション / 希土類化合物 / f電子系 / 結晶場 / 核スピン / X線散乱 / 混成 / フォノン
研究実績の概要

PrFe4P12の秩序状態に関して、良く知られているpバンドとともに、遷移金属イオンによるdバンドを考慮し、df混成による解析を行った。pf混成がpバンドのフェルミ面のネスティングにより多極子の反強的配列を安定化させることは従来から知られていたが、混成起源のdf相互作用がPrイオン間に強磁性を安定化させる傾向があることが分かった。したがって、pfおよびdf混成はf状態に強いフラストレーションをもたらすことことになる。これらの特徴を考慮した半現象論的モデルを導入し、df相互作用の増強に伴い、反強磁性から強磁性への転移が生じること、そしてその転移点近傍で反強的電荷秩序状態が安定化することなどを示した。このような相変化はPrFe4P12の圧力効果や置換効果を良く説明する。
また、SmRu4P12の異常な秩序状態の解析にも着手した。pf混成に基づく有効ハミルトニアンが磁気および電荷相互作用を同程度に含むことを示した。その上で、外部磁場の印可により、磁性と電荷秩序が混じり合い、転移温度を増強させることを示した。また、磁気相互作用によって、伝導電子状態に強い交換場が発生することで、磁場下では金属絶縁体転移が磁気転移温度とは異なる温度で生じうることを指摘した。

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

    (22件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 競合的混成によるスクッテルダイトの統一的理解とp-d-f系の物理2013

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 雑誌名

      重い電子ニュースレター

      巻: 第5巻2号 ページ: 48-49

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Form Factors of Neutron Scattering by Magnetic Octupole in CeB62012

    • 著者名/発表者名
      R. Shiina
    • 雑誌名

      Journal of Physics Conference Series

      巻: 391 ページ: 012064-012064

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012064

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of Charge and Magnetic Orderings due to Competing Interactions in PrFe4P122012

    • 著者名/発表者名
      R. Shiina
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 号: 10 ページ: 105001-105001

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.105001

    • NAID

      210000109749

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hide and Seek in the Shastry-Sutherland Lattice2012

    • 著者名/発表者名
      R. Shiina
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: Online News and Comments ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Multipolar Interaction Derived from d-f Hybridization in Pr-Based Filled Skutterudite Compounds2012

    • 著者名/発表者名
      R.Shiina
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81

    • NAID

      40019151512

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] f-Electron-Nuclear Hyperfine-Coupled Multiplets in the Unconventional Charge Order Phase of Filled Skutterudite PrRu_4P_<12>2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Aoki, T.Namiki, S.R.Saha, T.Tayama, T.Sakakibara, R.Shiina, 以下3名
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 80

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective Hamiltonians for Unconventional Charge Ordering in Pr-Based Filled Skutterudite Compounds2011

    • 著者名/発表者名
      R.Shiina, H.Shiba
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 80

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Octupole Ordering Phases and Elastic Neutron Scattering in f-Electron Systems2011

    • 著者名/発表者名
      R.Shiina
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 80

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theory of Low-Temperature Magneto-Transport in Unconventional Charge Order Phase of Skutterudite PrRu_4P_<12>2011

    • 著者名/発表者名
      R.Shiina
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 80

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SmRu4P12における金属絶縁体転移と異常磁性の理論2013

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      日本物理学会2013年年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] スクッテルダイトにおける混成と相転移の理論2013

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      新学術領域「重い電子」ワークショップ
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2013-01-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PrFe4P12における電荷および磁気秩序の競合とcf混成効果2012

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      新学術領域「重い電子」ワークショップ
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PrFe4P12におけるcf混成とスピンパイエルス状態2012

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 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
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非共鳴X線回折実験によりURu2Si2の隠れた秩序に伴う多重極秩序の検証2012

    • 著者名/発表者名
      高阪勇輔
    • 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
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Prスクッテルダイトにおけるcf混成、多極子相互作用、電気伝導2012

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      新学術領域「重い電子」ワークショップ
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2012-06-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Prスクッテルダイトにおけるdf混成と多極子相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 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] Prスクッテルダイトにおけるdf混成と多極子相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      新学術領域ワークショップ
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2012-01-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PrRu_4P_<12>におけるcf混成と低温輸送特性2011

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      新学術領域ワークショップ
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-11-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PrRu_4P_<12>におけるpf混成と低温輸送現象の理論2011

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Theory of Unconventional Charge Ordering and Low-Temperature Magneto-Transport in PrRu_4P_<12>2011

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      Skutterudite Workshop
    • 発表場所
      Oslo (Norway)
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Octupole Ordering and Elastic Neutron Scattering in f-Electron Systems2011

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron System
    • 発表場所
      Cambridge (England)
    • 年月日
      2011-09-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PrRu_4P_<12>の電荷秩序相における低温磁気抵抗の理論2011

    • 著者名/発表者名
      椎名亮輔
    • 学会等名
      新学術領域第3回研究会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2011-06-25
    • 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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