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2016 年度 実施状況報告書

新構造124型希土類化合物の開発と超高圧下新量子相の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K13523
研究機関東京大学

研究代表者

北川 健太郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (90567661)

研究分担者 松林 和幸  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (10451890)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード強相関電子系 / 超高圧 / 重い電子系 / 新物質開発 / 量子臨界現象
研究実績の概要

本課題「新構造124型希土類化合物の開発と超高圧下新量子相の探索」では、代表者らが発見した124型新構造を持つ化合物の重い電子状態・非フェルミ液体状態と超高圧下物性の解明を主な目的とする。
2年目となる平成28年度は、前年度に引き続き新物質YbCo2Ge4の超高圧下物性を探索中である。3GPa付近の磁気秩序相と思われる相転移出現圧力において希釈冷凍機温度まで電気抵抗測定を行ったが、今のところ超伝導性発現は確認できていない。一方、59Co-NQR/NMR測定により高圧下秩序相の詳細を明らかにするために、超高圧下NMR用希釈冷凍機の開発を行っている。圧力セルを磁場中で2軸回転制御することと常圧下NMR実験にも共用するために、回転機構全体が3He希釈相に浸かる特殊な構造である。分留器と熱交換器以外の動作確認は終了し、2点の詳細設計も終了し組み立て段階にある。本年度中に希釈冷凍機温度の超高圧NQR/NMR測定が可能になる予定である。
大阪大学、Spring8との共同研究として、基底状態の軌道決定とYb価数の温度依存性測定の為にX線吸収・光電子分光測定が進行中である。
代表者らが開発してきた試料室体積が大きい10GPa超級対向アンビル型超高圧装置に関して、電気抵抗・ゼーベック係数・超強磁場NMR測定への技術支援または装置支援として国内外の複数の研究者と共同研究しており、28年度は7件の学会発表(兵庫県立大、島根大、東工大、独シュツットガルト大など)がなされた。

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

平成28年度は研究代表者と分担者共に研究室立ち上げが継続しており、YbCo2Ge4の超高圧研究に遅れがみられるものの、新物質と高圧装置技術に関して極めて活発な共同研究がなされているため、全体として概ね順調と判断した。

今後の研究の推進方策

希土類化合物研究において極低温環境は必須である。現在代表者の東大高木・北川研に希釈冷凍機が存在しない為、本年度は上述の通りまず希釈冷凍機を整備し、ユニークな超高圧磁場中回転NMR・バルク測定を可能にする。その後、種々の124系、及び新物質系についての超高圧下物性を明らかにしていく。その他の新物質系としては、イリジウム酸化物、ルテニウム酸化物などのキタエフ型量子スピン液体物質を主な対象とする。

次年度使用額が生じた理由

一部分は、発注から納品まで長期を要する高圧装置部品の調達の為。また、前述した通り、装置開発関係の支出が平成29年度にずれたため。

次年度使用額の使用計画

本年度は最終年度であるが、高圧装置部品と希釈冷凍機作成の消耗品で概ね過不足が生じない予定である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] シュツットガルト大学/マックスプランク研究所/アウグスブルグ大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      シュツットガルト大学/マックスプランク研究所/アウグスブルグ大学
  • [雑誌論文] T/B scaling without quasiparticle mass divergence: YbCo2Ge42016

    • 著者名/発表者名
      Akito Sakai, Kentaro Kitagawa, Kazuyuki Matsubayashi, Makoto Iwatani, and Philipp Gegenwart
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 94 ページ: 041106-1-4

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.94.041106

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced valence change toward the QCP in 4f-electron compounds determined by X-ray absorption spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      K. Matsubayashia, N. Kawamura, M. Mizumaki and N. Ishimatsu
    • 雑誌名

      High Pressure Research

      巻: 36 ページ: 419-428

    • DOI

      10.1080/08957959.2016.1199695

    • 査読あり
  • [学会発表] Pressure control of quantum magnets with heavy transition-metals2017

    • 著者名/発表者名
      Marian Blankenhorn, Tomohiro Takayama, Kentaro Kitagawa, Carl Fuerderer, and Hidenori Takagi
    • 学会等名
      DPG Spring Meeting(ドイツ物理学会春季大会)
    • 発表場所
      Dresden(ドイツ連邦共和国)
    • 年月日
      2017-03-20 – 2017-03-20
  • [学会発表] ハイパーハニカムβ-Li2IrO3単結晶のNMR2017

    • 著者名/発表者名
      林義之, 北川健太郎, 岸本恭来, 高山知弘, 高木英典
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-17
  • [学会発表] CeCu2Si2の強磁場・高圧下における価数状態の研究-III2017

    • 著者名/発表者名
      高松祐弥, 藤原賢二, 須和田裕貴, 本山岳, 三好清貴, 小林達生, 北川健太郎, 佐々木孝彦, 後藤貴行, S. Seiro, C. Geibel, F. Steglich
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-17
  • [学会発表] Honeycomb-lattice iridate as spin-orbital complex quantum liquid2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kitagawa
    • 学会等名
      Workshop on Solid-state chemistry for oxide and mixed-anion systems
    • 発表場所
      京都大学(京都府宇治市)
    • 年月日
      2017-02-07 – 2017-02-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Strong spin-orbit coupling and exotic magnetism in complex Ir oxides2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kitagawa
    • 学会等名
      2016 Hefei Conference on Novel Phenomena in High Magnetic Fields (2016nphmf)
    • 発表場所
      Hefei, 中華人民共和国
    • 年月日
      2016-10-31 – 2016-10-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New spin liquids on honeycomb iridates as seen by NMR2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kitagawa, T. Takayama, Y. Kishimoto, R. Takano, H. Takagi
    • 学会等名
      Topo Mat Meeting
    • 発表場所
      Stuttgart(ドイツ連邦共和国)
    • 年月日
      2016-09-19 – 2016-09-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Ce(RuxRh1-x)2Al10の圧力効果 III 電気抵抗2016

    • 著者名/発表者名
      谷田博司, 片岡真一, 山本昇由, 松村武, 世良正文, 北川健太郎, 西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-15
  • [学会発表] 近藤半導体SmB6の単結晶試料を用いた高圧下NMR2016

    • 著者名/発表者名
      江見直哉, 西山功兵, 小山岳秀, 上田光一, 水戸毅, 北川健太郎, N. Shitsevalova
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-15
  • [学会発表] 反強四極子秩序を示すPrV2Al20の高圧下における磁場 温度相図と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2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-13
  • [学会発表] 四極子自由度をもつPrTi2Al20における圧力下ゼーベック係数測定2016

    • 著者名/発表者名
      村田一貴, 町田洋, 井澤公一, 北川健太郎, 辻本真規, 酒井明人, 中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-13
  • [学会発表] PrRh2Zn20の電気抵抗率の圧力・磁場効果2016

    • 著者名/発表者名
      吉田太地, 町田洋, 井澤公一, 北川健太郎, 島田祐樹, 長澤直裕, 鬼丸孝博, 高畠敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-13
  • [学会発表] CeCu2Si2の強磁場・高圧下における価数状態の研究-II2016

    • 著者名/発表者名
      高松祐弥, 藤原賢二, 須和田裕貴, 本山岳, 三好清貴, 小林達生, 北川健太郎, 佐々木孝彦, 後藤貴行, S. Seiro, C. Geibel, F. Steglich
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-13
  • [学会発表] New spin liquids on honeycomb iridates as seen by NMR2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kitagawa
    • 学会等名
      (5th International Conference on Superconductivity and Magnetism (ICSM2016)
    • 発表場所
      Fethiye(トルコ共和国)
    • 年月日
      2016-04-27 – 2016-04-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 高木・北川研究室 | 東京大学 高木・北川研究室のページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/takagi_lab/

  • [備考] 極限量子物性研究室

    • URL

      http://www.m-lab.es.uec.ac.jp/Matsubayashi_Group/Home.html

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-22  

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