コバルト化合物の電子相関と超伝導

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05453
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 仲間 隆男 琉球大学, 理学部, 教授 (80264472)
• 研究分担者: 大貫 惇睦 琉球大学, 理学部, 客員教授 (40118659)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 3d遷移金属 / 電子輸送特性 / 電子相関 / フェルミ面 / 超伝導

研究実績の概要

本研究では，主としてコバルトなどの3d遷移金属を含む化合物の純良単結晶育成，磁性および電子輸送特性とフェルミ面の性質を明らかにすることを目的として研究を行っている．本年度は，これまで行ってきたパイライト化合物CuS2およびCuSe2の超伝導とフェルミ面について研究をつづけ，またFeSnとFeSn2および関連物質のCoSnについても純良単結晶育成をおこない，電気抵抗率，磁化率および磁化測定を行いその物性を明らかにしてきた．また，ドハース・ファンアルフェン効果の測定を行いそれらのフェルミ面がバンド計算結果でよく説明されることを報告した．
さらに希土類金属化合物EuT2Ge(Si)2，EuTGe(Si)3化合物およびウルマナイト化合物であるEuPtSiについても，純良単結晶育成を行いその電気抵抗率，磁化率，磁化，比熱等の測定を行いそれらの化合物の物性を明らかにしてきた．その結果，EuCu2Ge中のGeのSi置換にともない反強磁性秩序温度(ネール点)が減少し，ある臨界濃度で消失することが明らかにした．また，この効果がEuCu2Ge2に圧力を加えることと同じであること報告し，ネール点の連続的な減少消失が格子の変化によるものであることを報告した．加えて他の化合物についても，量子臨界点近傍の物性を明らかにすることを目的にピストンシリンダーおよびキュービックアンビルセルを用いて高圧力下の電気抵抗測定を行った．
これらの成果は，以下で示すように学会発表を行い論文としてまとめて報告した．

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

前年度に引き続き研究を行ったパイライト化合物CuS2およびCuSe2についてその成果を学会発表を行いまた論文としてまとめて報告した．また，FeSnおよびCoSnについても電気抵抗，磁化率，比熱，およびドハース・ファンアルフェン効果の測定を行いその物性を明らかにし論文発表を行った．さらに，3d遷移金属化合物であるMnPおよびMn2PとFe2Pについても単結晶試料の育成を行い学会発表を行ったところである．さらに，こらから詳細を明らかする予定である．

今後の研究の推進方策

これまで研究を行ってきたパイライト化合物などに加え，反転対称性を持たないFeSi型結晶構造の遷移金属化合物のフェルミ面を明らかにするため純良単結晶を育成し，ドハース・ファンアルフェン効果の測定からそのフェルミ面の性質を明らかにする.また，現在研究を行っているMnPおよびMn2Pについてこれらの遷移金属化合物について強磁場中あるい は高圧力中の輸送特性の測定を行い，量子臨界点近傍の電子状態を明らかにしたい.さらに，関連する3d遷移金属化合物についても純良単結晶育成を試みる.

次年度使用額が生じた理由

理由：計画していた測定装置に使用する部品等の作製が遅れたことが大きな理由である．また，実験用寒剤の使用量が予定より少なくなった．
使用予定：実験要の部品の作製を行うとともに次年度は測定用材料の購入も考えている．また，国際会議への参加を予定している．

研究成果

• [雑誌論文] Unique Helical Magnetic Order and Field-Induced Phase in Trillium Lattice Antiferromagnet EuPtSi (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Koji、Frontzek Matthias D.、Matsuda Masaaki、Nakao Akiko、Munakata Koji、Ohhara Takashi、Kakihana Masashi、Haga Yoshinori、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 ページ: 013702～013702
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.013702
  • 査読あり
• [雑誌論文] De Haas?van Alphen Oscillations for Small Electron Pocket Fermi Surfaces and Huge H-linear Magnetoresistances in Degenerate Semiconductors PbTe and PbS (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu Shoya、Nakaima Kenri、Kakihana Masashi、Yamakawa Yui、Miyazato Hayato、Kida Takanori、Tahara Time、Hagiwara Masayuki、Takeuchi Tetsuya、Aoki Dai、Nakamura Ai、Tatetsu Yasutomi、Maehira Takahiro、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 ページ: 013704～013704
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.013704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice Modulation and Structural Phase Transition in the Antiferromagnet EuAl4 (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimomura Susumu、Murao Hiroki、Tsutsui Satoshi、Nakao Hironori、Nakamura Ai、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 ページ: 014602～014602
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.014602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting and Fermi Surface Properties of Pyrite-type Compounds CuS2 and CuSe2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakihana Masashi、Matsuda Tatsuma D.、Higashinaka Ryuji、Aoki Yuji、Nakamura Ai、Aoki Dai、Harima Hisatomo、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 ページ: 014702～014702
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.014702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic States of Antiferromagnet FeSn and Pauli Paramagnet CoSn (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakihana Masashi、Nishimura Kengo、Aoki Dai、Nakamura Ai、Nakashima Miho、Amako Yasushi、Takeuchi Tetsuya、Kida Takanori、Tahara Time、Hagiwara Masayuki、Harima Hisatomo、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 ページ: 014705～014705
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.014705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant Hall Resistivity and Magnetoresistance in Cubic Chiral Antiferromagnet EuPtSi (2018)
  • 著者名/発表者名: Kakihana Masashi、Aoki Dai、Nakamura Ai、Honda Fuminori、Nakashima Miho、Amako Yasushi、Nakamura Shota、Sakakibara Toshiro、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 ページ: 023701～023701
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.87.023701
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR studies of the helical antiferromagnetic compound EuCo2P2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Higa N.、Ding Q.-P.、Kubota F.、Uehara H.、Yogi M.、Furukawa Y.、Sangeetha N.S.、Johnston D.C.、Nakamura A.、Hedo M.、Nakama T.、Onuki Y.
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 536 ページ: 384～387
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.065
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Small Fermi surfaces of PtSn4 and Pt3In7 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yara T.、Kakihana M.、Nishimura K.、Hedo M.、Nakama T.、Onuki Y.、Harima H.
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 536 ページ: 625～633
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic evidence for magnetic ordering in NdCu3Ru4O12: 63,65Cu nuclear quadrupole resonance study (2018)
  • 著者名/発表者名: Yogi M.、Niki H.、Hedo M.、Komesu S.、Nakama T.
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 536 ページ: 342～345
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2017.10.059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi surfaces of the pyrite-type cubic AuSb2 compared with split Fermi surfaces of the ullmannite-type cubic chiral NiSbS and PdBiSe (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K.、Kakihana M.、Nakamura A.、Aoki D.、Harima H.、Hedo M.、Nakama T.、Onuki Y.
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 536 ページ: 643～648
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi surfaces properties of AuAl2, AuGa2, and AuIn2 with the CaF2-type cubic structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K.、Kakihana M.、Suzuki F.、Yara T.、Hedo M.、Nakama T.、Onuki Y.、Harima H.
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 536 ページ: 588～596
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2017.10.057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties and effect of pressure on the electronic state of EuCo2Ge2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Ashitomi Y.、Kakihana M.、Honda F.、Nakamura A.、Aoki D.、Uwatoko Y.、Nakashima M.、Amako Y.、Takeuchi T.、Kida T.、Tahara T.、Hagiwara M.、Haga Y.、Hedo M.、Nakama T.、Onuki Y.
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 536 ページ: 192～196
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-induced valence change and moderate heavy fermion state in Eu-compounds (2018)
  • 著者名/発表者名: Honda Fuminori、Okauchi Keigo、Sato Yoshiki、Nakamura Ai、Akamine Hiromu、Ashitomi Yosuke、Hedo Masato、Nakama Takao、Takeuchi Tetsuya、Valenta Jaroslav、Prchal Jiri、Sechovsk? Vladimir、Aoki Dai、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 536 ページ: 182～191
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic States in EuCu2(Ge1-xSix)2 Based on the Doniach Phase Diagram (2018)
  • 著者名/発表者名: Iha Wataru、Yara Tomoyuki、Ashitomi Yousuke、Kakihana Masashi、Takeuchi Tetsuya、Honda Fuminori、Nakamura Ai、Aoki Dai、Gouchi Jun、Uwatoko Yoshiya、Kida Takanori、Tahara Time、Hagiwara Masayuki、Haga Yoshinori、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 ページ: 064706～064706
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.064706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Magnetic Field and Pressure on the Valence-Fluctuating Antiferromagnetic Compound EuPt2Si2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Tetsuya、Yara Tomoyuki、Ashitomi Yousuke、Iha Wataru、Kakihana Masashi、Nakashima Miho、Amako Yasushi、Honda Fuminori、Homma Yoshiya、Aoki Dai、Uwatoko Yoshiya、Kida Takanori、Tahara Time、Hagiwara Masayuki、Haga Yoshinori、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 ページ: 074709～074709
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.074709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic Observation of Heavy Quasiparticle Formation in the Intermediate Valence Compound EuNi2P2: 31P NMR Study (2018)
  • 著者名/発表者名: Higa Nonoka、Yogi Mamoru、Kuroshima Hiroko、Toji Tatsuki、Niki Haruo、Hiranaka Yuichi、Nakamura Ai、Nakama Takao、Hedo Masato、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 ページ: 094708～094708
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.094708
  • 査読あり
• [学会発表] 立方晶キラル反強磁性体EuPtSiの巨大なホール効果と磁気抵抗 (2018)
  • 著者名/発表者名: 垣花将司, 伊覇航, 安次富洋介, 青木大, 仲村愛, 本多史憲, 中島美帆, 天児寧, 中村翔太, 榊原俊郎, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] 強磁性体EuCu2P2とEuCuPの単結晶育成と電子状態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊覇航, 垣花将司, 松田進弥, 仲村愛, 本多史憲, 青木大, 郷地順, 上床美也, 中島美帆, 天児寧, 竹内徹也, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] EuCu2(Ge1-xSix)2 単結晶の電子状態III (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊覇航, 垣花将司, 本多史憲, 仲村愛, 青木大, 郷地順, 上床美也, 中島美帆, 天児寧, 竹内徹也, 芳賀芳範, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] MnP, Mn2P, Ni2SnPなどのリン化合物の単結晶育成と電子状態の研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川勝祥矢, 垣花将司, 仲井間憲李, 平渉生, 澤岻安敬, 中島美帆, 天児寧, 仲村愛, 青木大, 竹内徹也, 播磨尚朝, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] 立方晶キラル反強磁性体EuPtSiと関連する化合物での新しい磁性相 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大貫惇睦, 垣花将司, 青木大, 仲村愛, 本多史憲, 中島美帆, 天児寧, 中村翔太, 榊原俊郎, 辺土正人, 仲間隆男
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] Thermopower and Electrical resistivity of a "New Fermion" Co1-xFexSi alloys in magnetic field (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Nakama, J. Ohta, M. Hedo, Yu.V. Ivanov, D.A. Pshenay-Severin, A.T. Burkov
  • 学会等名: Interstate conference "Thermoelectric and their Applications-2018"
  • 国際学会
• [学会発表] EuGe2の単結晶育成と電子状態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松田進弥, 伊覇航, 竹内徹也, 中島美帆, 天児寧, 郷地順, 上床美也, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] PbX(X: S, Se, Te) のドハースファン・アルフェン効果と磁気抵抗 (2018)
  • 著者名/発表者名: 仲井間憲李, 川勝祥矢, 垣花将司, 宮里隼人, 山川結衣, 立津慶幸, 眞榮平孝裕, 木田孝則, 田原大夢, 萩原政幸, 竹内徹也, 青木大, 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
• [学会発表] Ti2Sn3のドハース・ファンアルフェン効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 太田譲二, 垣花将司, 川勝祥矢, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] EuSnPのドハース・ファンアルフェン効果と磁性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊覇航, 松田進弥, 本多史憲, 竹内徹也, 中島美帆, 天児寧, 郷地順, 上床美也, 播磨尚朝, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] EuT2Ge2とEuT2Si2(T:遷移金属)の特異な電子状態II (2018)
  • 著者名/発表者名: 大貫惇睦, 伊覇航, 松田進弥, 垣花将司, 安次富洋介, 竹内徹也, 本多史憲, 仲村愛, 青木大, 中島美帆, 天児寧, 芳賀芳範, 郷地順, 上床美也, 辺土正人, 仲間隆男
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] 立方晶キラル反強磁性体EuPtSiと関連する化合物の磁性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 垣花将司, 太田譲二, 中島美帆, 天児寧, 青木大, 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
• [学会発表] PbTeのドハース・ファンアルフェン効果と磁気抵抗 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川勝祥矢, 仲井間憲李, 垣花将司, 山川結衣, 宮里隼人, 立津慶幸, 眞榮平孝裕, 木田孝則, 田原大夢, 萩原政幸, 竹内徹也, 青木大, 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