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2017 年度 実施状況報告書

量子ビームの相補利用でみる多様な秩序変数による量子臨界現象

研究課題

研究課題/領域番号 16K05031
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

金子 耕士  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 物質科学研究センター, 研究主幹 (30370381)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
キーワード量子ビーム / 強関電子系 / 国際協力 / 物性実験 / 中性子散乱
研究実績の概要

量子臨界現象を引き起こす秩序変数の担い手として考えられる,磁性・格子・価数,及びその結合に着目し,各々の秩序波数や微視的な電子状態について調べてきた.
今年度は,格子系として(Sr,Ca)3Rh4Sn13について着目し,秩序波数やソフトモードの濃度依存性を放射光X線非弾性散乱を中心に調べ,ソフトフォノンによりT*の構造相転移が引き起こされること、またソフト化の濃度依存性が量子臨界点に向けてT*~0へと向かう振る舞いを捉えることに成功した.現在、成果をまとめて投稿中である。また格子系では新たな系としてLu(Pd,Pt)2Inについて実験に着手した。主に放射光X線非弾性散乱から、当該化合物の2次構造相転移がソフトフォノンによって引き起こされる点を明らかにし、(Sr,Ca)3Rh4Sn13との類似性等、系統的な理解に向けた着実な進展が得られた。磁性と価数が結合したEu系については,価数揺動系の中でもEu3価に比較的近いEuPd2Si2について中性子非弾性散乱実験から,多重項励起の観測に成功し,価数と多重項励起の間の相関が得られるという成果に繋がった.また同じEu系では,カイラル結晶構造を反映した特異な磁気秩序が期待されるEuPtSiについて中性子・放射光を相補的に用いた回折実験により,両者の強い結合状態を示す磁気構造の決定に成功した.
以上,初年度に引き続き,様々な秩序変数を対象とした物質系について,主に秩序波数の量子臨界点に向けた系統的な変化について重要な成果が得られた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

国内の研究炉の再稼働が遅れたため、主に環境整備や実験の実施について若干の遅れがある.一方で,実施した実験については,それぞれ重要な成果が得られており,全体的な進捗に大きな問題はない.

今後の研究の推進方策

本年度得られた成果を発展させ,各秩序変数に対応した量子臨界現象の理解に迫る.またより普遍的な理解を目的として,さらなる物質系にも同様の研究を発展させることを計画している

次年度使用額が生じた理由

(理由)本課題の採択時期のずれ及び主たる研究施設であるJRR-3の再稼働の遅れにより当初計画に対して予算の執行が計画どおりに行えてない部分があるため、次年度使用額が生じることとなった。

(使用計画)H30年度においてはJRR-3の再稼働の遅れを加味した執行計画に見直しを図り、研究環境の整備や国内外代替実験施設での実験実施に係る費用として使用する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Oak Ridge National Laboratory
  • [国際共同研究] MPI for Chemical Physics of Solids(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      MPI for Chemical Physics of Solids
  • [国際共同研究] Institut Laue Langevin/CEA(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut Laue Langevin/CEA
  • [国際共同研究] The Chinese University of Hong Kong(China)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      The Chinese University of Hong Kong
  • [雑誌論文] Inelastic X-ray scattering of RT Al 3 ( R = La, Ce, T = Cu, Au)2018

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui Satoshi、Kaneko Koji、Pospisil Jiri、Haga Yoshinori
    • 雑誌名

      Physica B: Condensed Matter

      巻: 536 ページ: 24~27

    • DOI

      10.1016/j.physb.2017.09.087

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Second-order Structural Transition in (Ca0.5Sr0.5)3Rh4Sn132017

    • 著者名/発表者名
      Cheung Y W、Hu Y J、Goh S K、Kaneko K、Tsutsui S、Logg P W、Grosche F M、Kanagawa H、Tanioku Y、Imai M、Matsumoto T、Yoshimura K
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 807 ページ: 032002~032002

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/3/032002

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 異なる”眼”で見る物質像: X線と中性子の違いを活用した構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      金子耕士
    • 学会等名
      第二回大型実験施設とスーパーコンピュータとの連携利用勉強会 「放射光・中性子線と理論計算との融合による精密構造解析の新展開
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子・放射光の相補利用でみる格子が絡む新規現象の解明2018

    • 著者名/発表者名
      金子耕士,川崎卓郎,仲村愛,茂吉武人,宗像孝司,中尾朗子,花島隆泰,鬼柳亮嗣,大原高志,及川健一,田村格良,辺土正人,仲間隆男,大貫惇睦
    • 学会等名
      JAEA-QST 放射光科学シンポジウム2018
    • 招待講演
  • [学会発表] Eu3価金属化合物EuPd3 におけるJ 多重項励起2017

    • 著者名/発表者名
      金子耕士,G. Pokharel,A. D. Christianson,竹内徹也,仲村愛, 辺土正人,仲間隆男,大貫惇睦
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
  • [学会発表] Magnetic anisotropy in isovalent spin S=7/2 family EuTIn4 (T=Ni, Pd, Pt)2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko, S. Ikeda, M. D. Fronzek, H. Cao, T. Hanashima, A. Nakao, R. Kiyanagi, T. Ohhara, Y. Homma, H. Kobayashi, H. Yamagami
    • 学会等名
      International Conference on Neutron Scattering (ICNS2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Eu2価金属化合物EuTIn4における多彩な磁気異方性2017

    • 著者名/発表者名
      金子耕士, 池田修悟, Matthias D. Frontzek, Huibo Cao, 花島隆泰, 中尾朗子, 鬼柳亮嗣, 大原高志, 小林寿夫, 山上浩志
    • 学会等名
      日本中性子科学会 第17回年会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-21  

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