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2017 年度 実績報告書

近藤半導体セリウム1-2-10系における異常な反強磁性秩序発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05173
研究機関広島大学

研究代表者

世良 正文  広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (40196978)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード近藤半導体 / 反強磁性秩序 / スピンギャップ / 電荷ギャップ / ジグザグ鎖 / 低次元性 / スピン揺らぎ / 多極子秩序
研究実績の概要

反強磁性近藤半導体CeRu2Al10は,2009年Strydomらによる発見後,様々な奇妙な性質が明らかにされ,現在でも盛んに研究されている。この系の大きな特徴としてスピンギャップ,電荷ギャップがある。また少量のRhドープで遍歴性が失われ局在系に近づくことがわかっている。Rhドープで両ギャップがどのようになるのかを明らかにするため,低温比熱,光学伝導度を調べた結果,両ギャップが消失することが明らかになった。このときTNの減少は小さく,高いTNに両ギャップの存在は必要でないことが明らかになった。価数揺動系CeFe2Al10に少量のRhをドープすると急速に局在系に変わることを明らかにした。
参照系としてHoR2Al10 (R=Fe, Ru)を調べた。基底状態は一重項であるが,近いところに励起状態が存在するため,磁気秩序を起こし得る。R=Feでは一重項基底状態であるが,小さい磁場で磁気秩序が誘起されることを明らかにした。R=Ruの磁気相図は高磁場で奇妙なふるまいを示す。これらの結果を分子場計算で再現することに成功した。
低次元系における量子スピンゆらぎの効果を明らかにするため,三角格子半強磁性体CsCuCl3の圧力効果を比較の意味で調べた。加圧により,常圧では存在しなかった1/3プラトーが出現することを発見した。加圧により交換相互作用と面内磁気異方性ともに増大するが,相対的に前者の増大が後者の増大に勝る結果と結論した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Field Induced Transition with Quadrupole Fluctuation in HoFe2Al10 with Orthorhombic Symmetry2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kamikawa, I. Ishii, K. Takezawa, T. Sakami, F. Nakagawa, H. Tanida, M. Sera and T. Suzuki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 86 ページ: 044601-1-6

    • DOI

      10.7566/JPSJ.86.044601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic softening due to the quadrupole interaction and anomalous magnetic phase diagram under the magnetic field in HoRu2Al102017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawakami, I. Ishii, K. Takezawa, T. Mizuno, T. Sakami, F. Nakagawa, H. Tanida, M. Sera, T. Suzuki, K. Mitsumoto and X. Xi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 ページ: 155131-1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.155131

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure studies on the antiferromagnetic Kondo semiconductor Ce(Ru1-xRhx)2Al10 (x=0, 0.1)2017

    • 著者名/発表者名
      H. Tanida, K. Kitagawa, N. Tateiwa, M. Sera and T. Nishioka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 ページ: 235131-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.235131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced quantum phase transitios in the S=1/2 triangular lattice antiferromagnet CeCuCl32017

    • 著者名/発表者名
      A. Sera, Y. Kousaka, J. Akimitsu, M. Sera and K. Inoue
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 ページ: 014419-1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.014419

    • 査読あり
  • [学会発表] CexLa1-xB6:圧力誘起多極子秩序相2018

    • 著者名/発表者名
      世良正文,国森啓介,松村武,谷田博司,藤秀樹,伊賀文俊,近藤晃弘,上床美也,小林達夫
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] CexLa1-xB6 IV相出現の理由について2017

    • 著者名/発表者名
      世良正文,国森啓介,副島彗,松村武,近藤晃弘,谷田博司,伊賀文俊
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] S=1/2三角格子半強磁性体CsCuCl3の圧力誘起新奇磁気秩序相2017

    • 著者名/発表者名
      世良文香,高阪勇輔,秋光純,世良正文,井上克也
    • 学会等名
      日本物理学会

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公開日: 2018-12-17  

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