核四重極相互作用による近藤効果

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13640351
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 柄木 良友 東京大学, 物性研究所, 助手 (30186027)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2004
• キーワード: 核四重極相互作用 / Van-Vleck常磁性体 / 核磁性 / 超伝導と強磁性の共存 / PrPt5 / PrOs4Sb12 / P波超伝導体

研究概要

Van-Vleck常磁性体PrPt5はハイパーファイン相互作用により非常に強められた擬核四重極相互作用をもつ。この相互作用による零磁場での核スピン準位の分裂は温度にして6mKていどであり核断熱消磁冷凍によって実験可能な温度領域である。擬核四重極相互作用が輸送現象にどのような影響を与えるかを研究するためPrPt5の電気抵抗、帯磁率の測定を超低温でおこなった。予想をしていなかったことであるがこの物質は約200mKで超伝導に転移しさらに2mKで超伝導と強磁性が共存するのを見出した。このような超伝導と強磁性が共存の研究は現在非常に興味がもたれている研究分野である。電気抵抗、磁化測定によるとこの物質は第二種超伝導体であり強磁性の影響がない場合Hc1=4G、Hc2=60Gであり強磁性によりHc1は影響を受けないがHC2は10〜20Gにまで減少する。理論でもっとも興味がもたれている共存相は零磁場下でも強磁性磁化によりマイスナー状態を破壊し、混合状態になるという「自己誘起渦糸状態」であるがこの物質では強磁性ドメインにより超伝導の感ずる有効磁化が小さくなり自己誘起渦糸状態は実現しないと考えている。しかし試料によっては超伝導を示さない物もあるためPrPt5とPtの共存系の試料を合成したが超伝導は見られなかった。同様のPr核磁性が期待されるPrOs4Sb12はP波超伝導体である可能性が強いと考えられており、しかも時間反転対称性がやぶれる超伝導である可能性も指摘されている。この物質を核断熱消磁冷凍器によって0.2mKまで冷却し帯磁率測定を行ったが核磁性は現れなかった。この理由はこの物質はPrPt5よりも超伝導転移は10倍ほど高いすなわち弱い核磁性を強い超伝導が破壊するためであると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] A Dinuclear Mn^<III>-Cu^<II> Single-Molecule Magnet (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Oshio, M.Nihei, A.Yoshida, H.Nojiri, M.Nakao, A.Yamaguchi, Y.Karaki, H.Ishimoto
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 11 ページ: 843-848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Dinuclear Mn^<III>-CU^<II> Singlet-Molecule Mganet (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Oshio, M.Nihei, A.Yoshida, H.Nojiri, M.Nakao, A.Yamaguchi, Y.Karaki, H.Ishimoto
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 11 ページ: 843-848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gapless Spin Liquid Behavior in Two-Dimensional Solid ^3H (2004)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, Y.Karaki, H.Ishimoto
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 92 ページ: 025301-025304
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Direct nuclear demagnetization of two dimensional solid ^3He adsorbed on Graphit (2004)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, Y.Karaki, H.Ishimoto
  • 雑誌名: J.Low Temp.Phys. 134 ページ: 49-54
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gapless Spin Liquid Behavior in Two-Dimensional Solid ^3He (2004)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, Y.Karaki, H.Ishimoto
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 92 ページ: 025301-025304
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct nuclear demagnetization of two dimensional solid ^3He adsorbed on Graphite (2004)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, Y.Karaki, H.Ishimoto
  • 雑誌名: J.Low Temp.Phys. 134 ページ: 49-54
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Magnetic ordering of quasi-1D S=1/2 Heisenberg antiferromagnet Cu benzoate at sub-mK temperatures (2003)
  • 著者名/発表者名: Y.Karaki, R.Masutomi, M.Kubota, H.Ishimoto, T.Asano, Y.Aji
  • 雑誌名: Physica B 329-333 ページ: 1002-1003
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Magnetic ordering of quasi-1D S=1/2 Heisenberg antiferromagnet Cu benzoate at sub-mK temperatures (2003)
  • 著者名/発表者名: Y.Karaki, R.Masutomi, M.Kubota, H.Ishimoto, T.Asano, Y.Ajiro
  • 雑誌名: Physica B 1002 ページ: 329-333
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ferromagnetic interaction and superconductivity of CeCu_2Si_2 (2002)
  • 著者名/発表者名: M.Ishikawa, N.Takeda, P.Ahmet.Y.Karaki, H.Ishimoto, D.Huo, J.Sakurai
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Solid 63 ページ: 1165-1168
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Low Temperature Magnetization of Two Dimensional 3He on Three Layers of HD Preplate Graphite (2002)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, Y.Karaki, H.Ishimoto
  • 雑誌名: J.Low Temp.Phys. 126 ページ: 241-246
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Electrical resistivity of intermetallic compound PrInAg2 at ultra low temperatures (2002)
  • 著者名/発表者名: H.Mitamura, Y.Karaki, R.Masutomi, N.Takeshita, A.Yamaguchi, Y.Uwatoko, T.Goto, H.Ishimoto, N.Mori
  • 雑誌名: J.Magn.Magn Mat 239 ページ: 31-32
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ferromagnetic interaction and superconductivity of COCu_2Si_2 (2002)
  • 著者名/発表者名: M Ishikawa, N Takeda, P Ahmet, Y Karaki, H Ishimoto, D.Huo, J.Sakurai
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Solid 63 ページ: 1165
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electrical resistivity of intermetallic compound PrInAg2 at ultra low temperatures (2002)
  • 著者名/発表者名: Mitamura, Y.Karaki, R.Masutomi, N, Takeshita, A.Yamaguchi, Y.Uwatoko, T.Goto, H.Ishimoto, N.Mori
  • 雑誌名: J.Magn.Magn Mat. 239 ページ: 31-32
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より