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2019 年度 研究成果報告書

カゴメ近藤格子CeRhSnに於ける量子臨界現象とフラストレート磁性

研究課題

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研究課題/領域番号 17K05545
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関広島大学

研究代表者

高畠 敏郎  広島大学, 先端物質科学研究科, 特任教授 (40171540)

研究分担者 梅尾 和則  広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 准教授 (10223596)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード量子臨界現象 / カゴメ格子 / フラストレーション / 近藤格子 / 磁気異方性
研究成果の概要

セリウム原子が擬カゴメ格子を形成するCeRhSnの特異な量子臨界現象の原因を明らかにすることを目的として,三つの手法で研究した。(1)4d電子を注入したCeRh1-xPdxSnでは近藤温度の低減とともにx > 0.1で磁気秩序が誘起される。(2)CeRhSnのカゴメ面内に一軸圧を印加して対称性を破ると,熱膨張係数に磁気転移を示す異常が発現する。(3)近藤温度がCeRhSnよりも2倍高い同型構造のCeIrSnもCeRhSnとよく似た量子臨界現象を示す。これらの結果は,擬カゴメ構造をもつ近藤格子のフラストレーションが,ゼロ磁場・常圧下での特異な量子臨界現象をもたらすことを意味する。

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子スピンの幾何学的フラストレーションの研究は絶縁体を対象としてきたのに対して,近藤格子系の研究は局在4f電子が配列した金属間化合物を対象として,独立に発展してきた。フラストレートした結晶構造をもつ近藤格子系に関する本研究は,両分野を繋ぐ新しい物性物理分野の創出の第一歩となる。磁気モーメントが配列した系が,近藤効果とフラストレーションの二つの効果の協働によって,絶対零度まで長距離磁気秩序せず,量子力学的に揺らいだ状態をとることは,スピン液体という新たな概念の実例と言える。

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公開日: 2021-02-19  

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