新奇反強磁性を示す近藤半導体の解明にむけた高温高圧合成法からのアプローチ

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17687
• 研究機関: 室蘭工業大学
• 研究代表者: 川村 幸裕 室蘭工業大学, 工学研究科, 助教 (70612430)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 低温高圧下放射光X線 / 単結晶構造解析 / 異方性 / 構造物性

研究実績の概要

Ce化合物は結晶中の伝導電子と4f電子の混成(cf混成)により反強磁性秩序や近藤半導体状態を実現するが、この二つは同時には起こりえないと考えられてきた。一方CeT2Al10 (T=Ru，Os)系はそれが同時に観測されており、注目を集めている。本研究の最終目標はCeT2Al10に現れる特異な現象の機構解明である。そこで「高温高圧合成法による関連物質の新物質・物性探索」と「低温高圧下の結晶構造の変化を調べること」の二点からCeT2Al10を調べ多角的な観点から調べることを目的とした。研究課題名にある高温高圧合成法による新物質・物性探索に関しては合成を試みた結果、純良な試料を得るのが容易ではないことが明らかになったため，低温高圧下におけるCeT2Al10の結晶構造の変化を調べることに研究の重点を置いた。まず放射光粉末X線回折法によりCeRu2Al10、CeOs2Al10の新奇反強磁性を構造の観点から低温高圧下で調べた。この反強磁性転移は加圧により突然消失し、その近傍で構造の変調が予想されたが、本研究により反強磁性転移温度付近や突然消失する圧力付近で構造変化が（実験の精度内で）起きないことが明らかになった。また構造の収縮を詳細に調べ、物性と比較することにより特定の方向への収縮が物性に大きく影響することがわかった。この物質の新奇な特徴に異方的c-f混成が重要であると提案されているが、本研究はそれを支持する結果である。また単結晶構造解析によりCeRu2Al10とCeOs2Al10は温度を下げると同じ割合で体積が減少することがわかり、これらの物質の温度依存性の比較が重要であることを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] Technical University of Vienna(Austria)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: Technical University of Vienna
• [国際共同研究] Bharathidasan University(India)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Bharathidasan University
• [雑誌論文] High-pressure Synthesis and Physical Properties of New Filled Skutterudite Compound BaOs4P12 (2017)
  • 著者名/発表者名: Deminami S、Kawamura Y、Chen Y Q、Kanazawa M、Hayashi J、Kuzuya T、Takeda K、Matsuda M、Sekine C
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 950 ページ: 042032～042032
  • DOI: 10.1088/1742-6596/950/4/042032
• [雑誌論文] High-pressure Synthesis and Bulk Modulus of Non-centrosymmetric Superconductor Mo3Al2C (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekine C、Sai U、Hayashi J、Kawamura Y、Bauer E
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 950 ページ: 042028～042028
  • DOI: 10.1088/1742-6596/950/4/042028
• [雑誌論文] X-Ray Diffraction Study of CeT2Al10 (T = Ru, Os) at Low Temperatures and under Pressures (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Y.、Hayashi J.、Takeda K.、Sekine C.、Tanida H.、Sera M.、Nakano S.、Tomita T.、Takahashi H.、Nishioka T.
  • 雑誌名: Acta Physica Polonica A 巻: 131 ページ: 988～990
  • DOI: 10.12693/APhysPolA.131.988
• [雑誌論文] High-pressure synthesis of new filled skutterudite compounds SrT 4As12 (T = Fe, Ru, Os) (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishine Kohei、Kawamura Yukihiro、Hayashi Junichi、Sekine Chihiro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 56 ページ: 05FB01～05FB01
  • DOI: 10.7567/JJAP.56.05FB01
• [学会発表] Superconductivity of Alkalline-Earth-Filled Skutterudites (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawamura, S. Deminami, J. Hayashi, K. Takeda, C. Sekine, L. Salamakha, H. Michor, E. Bauer, J. Gouchi, Y. Uwatoko, T. Kawae
  • 学会等名: The 21st International Conference on Solid Compounds of Transition Elements (SCTE2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 充填スクッテルダイト化合物AOs4P12(A=Ca, Sr, Ba)の熱輸送特性II (2017)
  • 著者名/発表者名: 川村幸裕, 出南真吾, 林純一, 武田圭生, Leonid Salamakha, Andrey Sidorenko, Herwig Michor, Ernst Bauer, 郷地順, 上床美也, 河江達也, 関根ちひろ
  • 学会等名: 日本物理学会2018年年次大会
• [学会発表] P 系スクッテルダイト化合物TP3 (T = Co, Rh, Ir, Ni)における圧力誘起自己充填反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林純一，中島良介, 澤口健文，秋元大輔，梶山誉文, 川村幸裕，武田圭生，関根ちひろ
  • 学会等名: 2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
• [学会発表] アルカリ土類系充填スクッテルダイト化合物AT4X12 (A = Ca, Sr, Ba, T = Fe, Ru, Os, X = P, As, Sb)の体積弾性率 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川村幸裕，長内俊英, 林純一，武田圭生，関根ちひろ
  • 学会等名: 2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
• [学会発表] Thermoelectric properties of partially filled skutterudite compounds YbxRh4Sb12 prepared under high pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Sirimart, K. Sumioka, Y. Mona, J. Hayashi, Y. Kawamura, C. Sekine
  • 学会等名: MIER2017
  • 国際学会
• [学会発表] Superconducting and Magnetic Materials under Pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawamura, Y. Mona, J. Sirimart, J. Hayashi, K. Takeda, C. Sekine, L. Salamakha, A. Sidorenko, H. Michor, E. Bauer, H. Gotou, J. Gouchi, Y. Uwatoko
  • 学会等名: MIER2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Thermoelectric properties of partially filled skutterudite compounds CexCo4Sb12 prepared under high pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mona, J. Sirimart, Y. Kawamura, C. Sekine
  • 学会等名: MIER2017
  • 国際学会
• [学会発表] SrOs4P12 の超伝導特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川村幸裕, 出南真吾, 林純一, 武田圭生, SALAMAKHA Leonid, MICHOR Herwig, BAUER Ernst, 郷地順, 上床美也, 河江達也, 関根ちひろ
  • 学会等名: 第58回高圧討論会
• [学会発表] 非充填スクッテルダイト化合物TP3 (T= Co, Rh, Ir, Ni) の圧力誘起自己充填型相転移 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林純一, 中島良介, 澤口健文, 秋元大輔, 梶山誉文, 川村幸裕, 武田圭生, 関根ちひろ
  • 学会等名: 第58回高圧討論会
• [学会発表] High-Pressure Synthesis and Thermoelectric Properties of Partially Filled Skutterudite Compounds YbxRh4Sb12 (2017)
  • 著者名/発表者名: Sirimart Jirattagan, Kazuya Sumioka, Mona Yuttana, Junichi Hayashi, Yukihiro Kawamura, Chihiro Sekine
  • 学会等名: 平成29年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
• [学会発表] 充填スクッテルダイト化合物AOs4P12（A=Ca, Sr, Ba）の熱輸送特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川村幸裕, 出南真吾, 林純一, Patrick Heinrich, Leonid Salamakha, Andrey Sidorenko, Herwig Michor, Ernst Bauer, 関根ちひろ
  • 学会等名: 日本物理学会2017年度秋季大会
• [学会発表] 層状希土類化合物RZn3P3(R=希土類元素)の高圧合成と磁気的特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関根ちひろ, 池守慶亮, 森英将, 川村幸裕
  • 学会等名: 日本物理学会2017年度秋季大会
• [備考] 強相関電子物性研究室
  • URL: http://www3.muroran-it.ac.jp/uhp/
• [備考] 室蘭工業大学研究者データベース RD-Soran
  • URL: http://rdsoran.muroran-it.ac.jp/html/100000227_ja.html