立方晶イッテルビウム化合物における価数秩序の検証と圧力誘起重い電子物性

• 研究領域: 重い電子系の形成と秩序化
• 研究課題/領域番号: 23102720
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 光田 暁弘 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20334708)
• 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: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2011年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: 価数秩序 / 価数揺動 / イッテルビウム / 高圧 / 圧力効果

研究実績の概要

本年度は、SPring-8 BL35XUにおいてX線非弾性散乱実験を行い、YbPdのフォノン分散関係を調べた。Γ-X方向を調べたところ、縦波の音響フォノンがX点近傍でソフト化する様子が観測される一方、横波の音響フォノン、及び、縦・横波の光学フォノンにはソフト化は見られなかった。さらにΓ-M方向を調べたところ、M点付近ではソフト化は観測されなかった。以上の結果は、低温構造がa×a×2aであることを示唆しており、従来、低温X線回折や電子線回折から推測していた2a×2a×a構造とは矛盾する。現時点では両方の構造の可能性を考えながら低温構造を考察している所である。
YbPdの低温構造に関しては、上記以外に、原研3号炉において中性子回折を行う予定であったが、原子炉の再稼働しなかったために実験できなかった。また、微小単結晶を用いたX線回折によっても構造を調べる予定であったが、本試料は加工に対して結晶が脆く、単結晶のラウエスポットが消失してしまうという問題が生じた。問題が生じないような試料加工方法をいくつか試みたが問題は解決せず、実験に至らなかった。
改良型ブリッジマン高圧セルの立ち上げに関しては、室温で8GPaまで加圧し、電気抵抗測定をする所まで実現した。
その他、EuRh2Si2系において圧力と磁場による価数転移を見いだし、EuPtP系において新たな多段価数転移の可能性を見いだした。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Valence transition induced by pressure and magnetic field in antiferromagnet EuRh2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Mitsuda, Suguru Hamano, and Hirofumi Wada
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge density wave and superconductivity of RPt2Si2 ( R = Y, La, Nd and Lu ) (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Nagano, Nobutaka Araoka, Akihiro Mitsuda1, Hirofumi Wada, Hideki Yayama, Masaki Ichihara, Masahiko Isobe and Yutaka Ueda
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 未定
  • NAID: 210000132614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft-X-ray Magnetic Circular Dichroism under Pulsed High Magnetic Fields at Eu M4,5 Edges of Mixed Valence Compound EuNi2(Si0.18Ge0.82)2 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村哲也
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: VOL. 81 号: 10 ページ: 103705-103705
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.103705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field-induced valence transition in EuPtP_<1-x>As_x (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Mitsuda, et al
  • 雑誌名: The European Physical Journal B 巻: 85 号: 2
  • DOI: 10.1140/epjb/e2011-20807-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-Induced Valence Transition in Antiferromagnet EuRh2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Mitsuda, el al
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 81 号: 2 ページ: 023709-023709
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.023709
  • NAID: 210000109372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-Induced Valence Transition of EuPd_2Si_2 Studied by Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Mimura, et al
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 巻: 50 号: 5S2 ページ: 05FD03-05FD03
  • DOI: 10.1143/jjap.50.05fd03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation state sensitivity of Eu L_<Y4> emission and its applications to oxidation state selective EXAFS spectroscopy of EuPd_2Si_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Hayashi, et al
  • 雑誌名: Journal of Analytical Atomic Spectroscopy 巻: 26 号: 9 ページ: 1858-1862
  • DOI: 10.1039/c1ja10089k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman scattering investigation on YbPd (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hasegawa, N.Ogita, et al.
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 80 号: Suppl.A ページ: SA095-SA095
  • DOI: 10.1143/jpsjs.80sa.sa095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of substitution of Ca^<2+> for Eu^<2+> on pressure-induced superconductivity in EuFe_2As_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Mitsuda, et al
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: Suppl.A ページ: SA117-SA117
  • DOI: 10.1143/jpsjs.80sa.sa117
  • NAID: 120005107980
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Magnetic Field, Pressure and Dilution of Yb on Phase Transitions in Valence Fluctuating Compound YbPd (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakanishi, et al
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: Suppl.A ページ: SA094-SA094
  • DOI: 10.1143/jpsjs.80sa.sa094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed investigation of elastic properties of YbPd single crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Sugishima, et al
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: Suppl.A ページ: SA093-SA093
  • DOI: 10.1143/jpsjs.80sa.sa093
  • 査読あり
• [学会発表] 価数転移物質EuPtPのf電子状態に関するNMR研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水戸毅，西谷孝二，牟田寛弥，小山岳秀，上田光一，小原孝夫，光田暁弘，杉島正樹，和田裕文
  • 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
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 反強磁性体EuPt2Si2の圧力温度相図 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田陽一，能勢健太郎，光田暁弘，家高宣幸，水島俊雄，桑井智彦，石川義和，荒木新吾，小林達生
  • 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
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 価数揺動物質YbPdのフォノン分散測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘，杉島正樹，長谷川巧，筒井智嗣，A. Q. R. Baron，宇田川眞行，和田裕文
  • 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
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 硬X線光電子分光によるEu1#8211;xCaxFe2As2の電子状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三村功次郎，魚住孝幸，本並 哲，佐藤 仁，内海有希，上田茂典，光田暁弘，清家 諭，和田裕文，島田賢也，田口幸広，生天目博文，谷口雅樹
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-12
• [学会発表] 価数揺動物質YbPdのX線非弾性散乱 (2013)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘
  • 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
  • 年月日: 2013-01-12
• [学会発表] EuRh2Si2における圧力誘起価数転移の磁場効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘，浜野卓，和田裕文
  • 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
• [学会発表] EuRh2Si2の転移点近傍における特異な弾性異常 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中西良樹，田村大，中村光輝，吉澤正人，浜野卓，喜舎場英吾，光田暁弘，和田裕文
  • 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
• [学会発表] Hard X-ray Photoemission Study of the Two Valence Transitions in EuPtP (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Mimura, S. Kawada, T. Uozumi, H. Sato, Y. Utsumi, S. Ueda, M. Sugishima, A. Mitsuda, H. Wada, K. Shimada, Y. Taguchi, K. Kobayashi, H. Namatame, and M. Taniguchi
  • 学会等名: 12th International Conference on Electron Spectroscopy and Structure (ICESS-12)
  • 発表場所: Saint-Malo, France
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] Valence ordering and its pressure effect in YbPd (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Mitsuda
  • 学会等名: 10th PRAGUE COLLOQUIUM ON f-ELECTRON SYSTEMS (PCFES 2012)
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2012-08-27
  • 招待講演
• [学会発表] Valence transition induced by pressure and magnetic field in antiferromagnet EuRh2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda, S. Hamano, H. Wada
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism with Strongly Correlated Electron Systems (SCES2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-08
• [学会発表] Superconductivity and structural transition of RPt2Si2 ( R = Y, La, Lu ) (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagano, N. Araoka, A. Mitsuda, H. Wada, M.Ichihara, M.Isobe, Y. Ueda
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism with Strongly Correlated Electron Systems (SCES2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-08
• [学会発表] Phase diagram and Eu valence state in EuPtP1-xAsx (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sughishima, A. Mitsuda, H. Wada, M Isobe, Y. Ueda
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism with Strongly Correlated Electron Systems (SCES2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-08
• [学会発表] 31P-NMR study of valence fluctuating compound EuPtP (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mito, K. Nishitani, T. Koyama, K. Ueda, T. Kohara, A. Mitsuda, M. Sugishima, H. Wada
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism with Strongly Correlated Electron Systems (SCES2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-08
• [学会発表] 立方晶価数揺動系化合物YbPdの構造相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉島正樹
  • 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: 2012-03-27
• [学会発表] 価数転移を示すEuPtPの^<31>P-NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: 西谷孝二
  • 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
• [学会発表] 二段価数転移を示すEuPtPにおける電子相間:硬X線光電子分光による研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三村功次郎
  • 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
• [学会発表] X線ラマン散乱法によるEuPd2Si2の価数転移の観測(II) (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲見俊哉
  • 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
• [学会発表] 価数揺動系YbPdの極低温磁化測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘
  • 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
• [学会発表] Eu(Rh1-xIrx)2Si2 における強磁場磁化過程 (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜舎場英吾, 浜野卓, 光田暁弘, 和田裕文, 近藤晃弘, 金道浩一
  • 学会等名: 第118回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 琉球大学
• [学会発表] 元素置換による新しいEu系価数揺動物質の探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 合木悠佑
  • 学会等名: 第117回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] Eu-T-P(T=Ni,Pd,Pt)系の試料作製と磁性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅田真史
  • 学会等名: 第117回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] EuPtPにおける低温の電気抵抗の圧力依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋栄樹
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] 反強磁性体EuRh_2Si_2における圧力誘起価数転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜野卓
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] X線ラマン散乱法によるEuPd_2Si_2の価数転移の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲見俊哉
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] EuNi_2X_2 (X=Si, P, Ge)の硬X線光電子分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三村功次郎
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] パルス強磁場によるEuNi_2(Si_<0.18>Ge_<0.82>)_2の軟X線吸収MCD実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村哲也
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] パルス強磁場によるEuNi_2(Si_<0.18>Ge_<0.82>)_2の軟X線吸収MCD実験の理論解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小谷章雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 電子線回折によるYbPdの金属的電荷秩序の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉島正樹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 二段価数転移を示すEuPtP_<1-x>AS_xにおける価数測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] EuFe_2As_2の高圧下の熱電能と電子状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米須将太
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 価数揺動系YbPdにおける価数秩序の検証と圧力誘起重い電子物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘
  • 学会等名: 「重い電子系の形成と秩序化」第3回研究会
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス
  • 年月日: 2011-06-24