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2019 年度 実績報告書

結晶の空間反転対称性に着目した強相関化合物の超高圧下における新奇量子現象の探索(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0149
研究機関東北大学

研究代表者

本多 史憲  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90391268)

研究期間 (年度) 2016 – 2019
キーワードウラン化合物 / 希土類化合物 / 圧力下物性測定 / 強磁場下物性測定 / 超伝導 / 磁性体 / 量子振動 / 非対称スピン-軌道相互作用
研究実績の概要

f電子を持つ希土類・アクチノイド化合物は,磁気・電荷・多極子秩序,異方的超伝導など特色ある量子物性の宝庫である.またf電子系化合物の新物質探索、新奇量子現象の発見、電子物性の発現メカニズムの解明は純良単結晶育成に始まり、多彩な実験手段を用いることで初めて可能となる。そのためには国内の1グ ループだけで大きく進展させることは難しい。本研究では、f電子系の磁性や伝導現象に関するマクロ物性測定、及び量子振動測定などの微視的手段を用いた研究に関して伝統と組織力のあるチェコのカレル大学、チェコ科学アカデミー物理学研究所、フランス原子力庁、フランス国立強磁場研究所とで国際共同研究を行い、スピーディーかつ効率的に研究を推進している。今年度の研究実績は以下の通りである.
単結晶育成に成功した結晶構造に空間反転対称性をもたないBaNiSn3型正方晶UIrSi3の低温、磁場中における物性を異常ホール効果測定などから明らかにした.ホール係数の異常が臨界終点前後で変化することなどを指摘した.この結果はPhysical Review誌で発表した。また強磁場を用いた希釈冷凍機温度でのトルク測定を行い、量子振動測定を観測、フェルミ面を知る手がかりを得た.また幾何学的フラストレーションをもつシャストリー・サザーランド格子をもつCe2MgSi2の磁気構造について中性子回折実験の結果に関する議論を行い、論文の執筆を行なった。
3カ国間での共同研究により、スピン三重項超伝導体とみられる常磁性ウラン化合物UTe2の純良単結晶育成、詳細な物性測定、圧力下物性測定を行なった。UTe2の超伝導の異方性やメタ磁性、磁場によるリエントラント超伝導、超伝導の圧力ー温度相図や圧力誘起磁気相など新しい性質が次々に明らかになっている。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2016

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] フランス国立強磁場研究所(LNCMI-CNRS)(フランス)2019

    • 年月日
      2019-02-20 – 2019-03-01 | 2019-04-232019-04-27 | 2019-11-262019-12-01 | 2020-03-102020-03-12
    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      フランス国立強磁場研究所(LNCMI-CNRS)
    • 主な海外共同研究者名
      I. Sheikin
    • 部局
      LNCMI
    • 職名
      主任研究員
  • [国際共同研究] カレル大学(チェコ)2018

    • 年月日
      2018-07-02 – 2018-07-08 | 2018-07-232018-08-03
    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      カレル大学
    • 主な海外共同研究者名
      V. Sechovsky
    • 部局
      数学物理学部
    • 職名
      教授
  • [国際共同研究] フランス原子力庁(CEA)(フランス)2016

    • 年月日
      2016-11-20 – 2016-11-30 | 2019-02-212019-03-06 | 2019-12-012019-12-03 | 2020-03-102020-03-12
    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      フランス原子力庁(CEA)
    • 主な海外共同研究者名
      J.P. Brison
    • 部局
      IRIG-Pheliqs
    • 職名
      教授
  • [国際共同研究] カレル大学(チェコ)2016

    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-09-07 | 2016-11-152016-11-20 | 2016-12-202017-01-17 | 2017-06-152017-07-06 | 2017-07-132017-07-27 | 2017-11-282017-12-20 | 2017-12-252018-01-11 | 2019-04-212019-04-23 | 2019-08-212019-09-12 | 2020-02-202020-03-09
    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      カレル大学
    • 主な海外共同研究者名
      V. Sechovsky
    • 部局
      数学物理学部
    • 職名
      教授
  • [雑誌論文] Spin-Triplet Superconductivity in UTe2 and Ferromagnetic Superconductors2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Dai、Nakamura Ai、Honda Fuminori、Li DeXin、Homma Yoshiya、Shimizu Yusei、Sato Yoshiki J.、Knebel Georg、Brison Jean-Pascal、Pourret Alexandre、Braithwaite Daniel、Lapertot Gerard、Niu Qun、Valiska Michal、Harima Hisatomo、Flouquet Jacques
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 30 ページ: 011065 1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.30.011065

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unconventional Superconductivity in Heavy Fermion UTe22019

    • 著者名/発表者名
      Aoki Dai、Nakamura Ai、Honda Fuminori、Li DeXin、Homma Yoshiya、Shimizu Yusei、Sato Yoshiki J.、Knebel Georg、Brison Jean-Pascal、Pourret Alexandre、Braithwaite Daniel、Lapertot Gerard、Niu Qun、Valiska Michal、Harima Hisatomo、Flouquet Jacques
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 ページ: 043702~043702

    • DOI

      10.7566/JPSJ.88.043702

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metamagnetic Transition in Heavy Fermion Superconductor UTe22019

    • 著者名/発表者名
      Miyake Atsushi、Shimizu Yusei、Sato Yoshiki J.、Li Dexin、Nakamura Ai、Homma Yoshiya、Honda Fuminori、Flouquet Jacques、Tokunaga Masashi、Aoki Dai
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 ページ: 063706~063706

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.063706

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetotransport as a probe of phase transformations in metallic antiferromagnets: The case of UIrSi32019

    • 著者名/発表者名
      Honda F.、Valenta J.、Prokleska J.、Pospisil J.、Proschek P.、Prchal J.、Sechovsky V.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 ページ: 014401 1-11

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.014401

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiple superconducting phases in a nearly ferromagnetic system2019

    • 著者名/発表者名
      Braithwaite D.、Valiska M.、Knebel G.、Lapertot G.、Brison J.-P.、Pourret A.、Zhitomirsky M. E.、Flouquet J.、Honda F.、Aoki D.
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 2 ページ: 147 1-6

    • DOI

      10.1038/s42005-019-0248-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Electronic properties of an antiferromagnet UIrSi3 with non-centrosymmetric crystal structure2019

    • 著者名/発表者名
      F. Honda, J. Valenta, J. Pospisil, M. Valiska, P. Opletal, J. Kastil, M. Misek, J. Prchal, J. Hornung, J. Klotz, S. Mishra, I. Sheikin, and V. Sechovsky
    • 学会等名
      J-Physics 2019, International Conference & KINKEN-WAKATE 2019 Multipole Physics
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of pressure on the ferromagnetism of UCu2P22019

    • 著者名/発表者名
      F. Honda, K. Kitabayashi, Y. J. Sato, A. Maurya, D. X. Li, S. Tsuchida, J. Prchal, J. Valenta, M. Divis, I. Turek, D. Kaczorowski, A. Nakamura, Y. Shimizu, Y. Homma, D. Aoki, and L. Havela
    • 学会等名
      57th European High Pressure Research Group Meeting on High Pressure Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of pressure on the ferromagnetism of UCu2P2 and UCuP22019

    • 著者名/発表者名
      F. Honda, K. Kitabayashi, Y. J. Sato, A. Maurya, D. X. Li, S. Tsuchida, A. Nakamura, Y. Shimizu, Y. Homma, D. Aoki, and L. Havela
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Physics Conference (APPC-14)
    • 国際学会
  • [学会発表] UCu2P2 and high Curie temperatures at U-based ferromagnets2019

    • 著者名/発表者名
      Ladislav Havela, Jiri Prchal, Jaroslav Valenta, Martin Divis, Ilja Turek, Fuminori Honda, Dariusz Kaczorowski, Kazuma Kitabayashi, Dexin Li, Arvind Maurya, Dai Aoki
    • 学会等名
      The Joint European Magnetic Symposia (JEMS) 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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