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2015 年度 実績報告書

相転移近傍で現れる新奇超伝導現象の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03681
研究機関東京大学

研究代表者

上床 美也  東京大学, 物性研究所, 教授 (40213524)

研究分担者 松林 和幸  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (10451890)
繁岡 透  山口大学, その他部局等, 名誉教授 (50167441)
藤原 直樹  京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 准教授 (60272530)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード高圧 / 軌道秩序 / 超伝導 / MnP
研究実績の概要

初年度は、計画に従い、PrTi2Al20およびPrV2Al20の圧力下での磁場効果の測定、MnPの高圧下中性子回折実験および圧力装置の開発を行った。軌道秩序由来の超伝導出現機構を明らかにするために、PrTi2Al20では,これまで決定した圧力相図を15GPaまで広げる事が出来た。この重い電子状態の超伝導の出現はCe系化合物で報告されたスピンの揺らぎに起因した重い電子超伝導に関係した相図に類似しており、四極子秩序の量子臨界点近傍の軌道揺らぎに起因する超伝導の可能性が示唆される。また、TQの消失した圧力以上でも非フェルミ液体的振る舞いを示す。超伝導転移温度の圧力依存性は、山を二つ持つ構造を示し、新しい起源による超伝導出現の可能性を示唆している。一方、PrV2Al20においても高圧下でTQの消失および超伝導の出現を観測する事が出来、10GPaまでの圧力相図を完成させた。
3dカルコゲン化合物においては、MnPの高圧下磁気構造決定を行った。MnPは、常圧下では、295K以下で強磁性に転移し、50K以下では、c面内にモーメントを持つヘリカル構造の反強磁性に転移する。高圧下では強磁性転移温度は減少し、ヘリカル構造は1.5GPa程度で消失する。しかし、2GPa以上では新たな秩序相の出現を示唆する異常が観測された。異常の起源を明らかにするために、高圧下中性子回折実験を行った。測定は、約2GPaおよび約4GPaにおいて4K までの測定を行った。常圧低温でc面内にヘリカル構造を持つ反強磁性構造は、b面内にモーメントを持つヘリカルに変化している事を明らかにした。また、その時の磁気モーメントは圧力と共に減少する事を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

交付申請時の計画に従って研究を行う事が出来た。また、測定結果は、適宜内外の会議で報告すると共に、学術誌に発表した。

今後の研究の推進方策

特に計画を大幅に変更する必要はない。今後は磁場効果の測定を行う。また、新しい関連物質の研究をあわせて行う。

研究成果

(11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 学会発表

  • [雑誌論文] Pressure dependence of the magnetic ground states in MnP2016

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuda, F. Ye, S. E. Dissanayake, J.-G. Cheng, S. Chi, J. Ma, H. D. Zhou, J.-Q. Yan, S. Kasamatsu, O. Sugino, T. Kato, K. Matsubayashi, * T. Okada, and Y. Uwatoko
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 93 ページ: 100405(1-5)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.93.100405

    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High Pressure Effect on the Superconductivity in VN2015

    • 著者名/発表者名
      B. Wang, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, K. Ohgushi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 ページ: 104706(1-4)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.84.104706

    • 査読あり
  • [学会発表] PrV2Al20の高圧下・磁場中における非フェルミ液体的振る舞い2016

    • 著者名/発表者名
      松林和幸, 辻本真規, 中辻知, 北川健太郎, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 宮城県・仙台市
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] Pressure Phase Diagram of 3d Itinerant System MnP2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Uwatoko
    • 学会等名
      ISS2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀 東京・江戸川区
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-17
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] 遍歴磁性体MnPの高圧下相図2015

    • 著者名/発表者名
      CHENG Jinguang・岡田 卓・WANG Bosen・松林 和幸・上床 美也・WU Wei・SUN Jianping・
    • 学会等名
      第56回高圧討論会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ 広島県・広島市
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
  • [学会発表] 圧力誘起超伝導体MnP の室温下圧縮挙動とその理論的解釈2015

    • 著者名/発表者名
      岡田 卓・上床 美也・笠松 秀輔・加藤 岳生・杉野 修・程 金光・松林 和幸
    • 学会等名
      第56回高圧討論会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ 広島県・広島市
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
  • [学会発表] Yb 系新物質YbCo2Ge4 における圧力効果2015

    • 著者名/発表者名
      松林 和幸・岩谷 誠・北川 健太郎・河村 直己・水牧 仁一朗・石松 直樹・渡辺 真仁・上床 美也
    • 学会等名
      第56回高圧討論会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ 広島県・広島市
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
  • [学会発表] Exploring new high Tc superconductors at high pressure2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Uwatoko
    • 学会等名
      IUCr
    • 発表場所
      Beijing China
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-06
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] PrV2Al20の反強四極子秩序と超伝導の圧力効果2015

    • 著者名/発表者名
      松林和幸, 鈴木淳一郎, 辻本真規, 中辻知, 北川健太郎, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 大阪府・吹田市
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [学会発表] Pressure Induced Heavy Fermion Superconductor in the ferro-Quadorupolar System PrTi2Al202015

    • 著者名/発表者名
      Y. Uwatoko
    • 学会等名
      E-MRS 2015Fall
    • 発表場所
      Warsaw Poland
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic structure of the ordered kondo compound YbNi3Al9 single crystal2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Uwatoko , K. Munakata , Y. Nambu , T. Tanaka , K. Matsubayashi , T. Hiraya¬ma, T. Yamashita , S. Ohara
    • 学会等名
      ICM2015
    • 発表場所
      Barcelona,Spain
    • 年月日
      2015-07-09 – 2015-07-09
    • 国際共著/国際学会である

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公開日: 2017-01-06  

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