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2006 年度 実績報告書

アクチノイド充填スクッテルダイト化合物の新しい展開

研究課題

研究課題/領域番号 18027015
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

松田 達磨  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 研究員 (30370472)

研究分担者 芳賀 芳範  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 研究副主幹 (90354901)
青木 大  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30359541)
酒井 宏典  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 研究員 (80370401)
池田 修悟  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 博士研究員 (80414580)
徳永 陽  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 研究員 (00354902)
キーワードスクッテルダイト / 結晶育成 / アクチノイド / NMR
研究概要

本研究では、トリウム、ウランからはじまり、ネプツニウム、プルトニウム等の超ウラン元素を含む充填スクッテルダイト化合物の探索と結晶育成をめざしている。既にウラン充填型スクッテルダイト化合物UFe_4P_<12>の単結晶育成には成功しているが、さらに超ウラン元素化合物の結晶育成には、安全面と様々な規制を考慮した上、貴重な材料を無駄にしないための様々試行錯誤による育成条件の確立を行ってきた。その中でフラックス法は現段階で最適な方法であり、この方法を用いて青木らによりNpFe_4P_<12>が初めて発見され、同時に単結晶を得る事に成功した。この単結晶を用いた物性測定から、NpFe_4P_<12>は、温度23Kで強磁性状態に転移する事や、比較的抵抗の大きな半金属的な特性が明らかとなった。さらに核磁気共鳴(NMR)実験から、局在的な5f電子の状態が明らかにされつつある。またこのフラックス法による単結晶育成技術により、ネプツニウムを含むHoCoGa_5-typeのいわゆる115の単結晶育成に成功し、これらの低温の磁気構造について、NMR実験、中性子回折実験など多角的に研究が行われている。この研究は、世界的な超ウラン化合物研究の進展も相まって、超伝導物質プルトニウム115の単結晶育成にも成功し、さらにNMR/NQR実験により、特異な超伝導状態を明らかにする事に成功した。
また一方、新たな結晶育成条件の開発をめざし、化学輸送法や溶融塩フラックス法などにも取り組んだ。まず手始めに、カルコゲナイド元素を用いた結晶育成を行った結果、これまであまり純良な単結晶育成が行われていなかったウランのカルコゲナイド化合物育成に成功した。US_2、UTe_2、UTeS、USeS等がそれらであるが、磁性と電気伝導に密接な関係を示す結果が得られ、さらに加圧により劇的に強磁性転移温度が増加するという興味深い結果がえられている。
充填型スクッテルダイト化合物に極めて結晶構造が酷似した酸化物の結晶育成にも取り組むために、これまでの金属間化合物育成とは異なる炉の整備を行った。水素還元炉を用いた母材料の準備や試料育成のプロセスを確立し、実際にウランを用いた予備的な実験を行った。また上記の化学輸送法も取り入れ、UO_2やNpO_2などの酸化物単結晶育成に成功し、これらの単結晶を用い、核磁気共鳴(NMR)によるミクロスコピックな研究から、NpO_2における低温の特異な秩序状態について詳細な研究が行われた。その結果、低温の秩序状態は八極子秩序状態の可能性を示唆する結果が得られた。

  • 研究成果

    (61件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (61件)

  • [雑誌論文] Neutron scattering study on the field-induced Oxy-type antiferroquadrupolar ordering of the heavy-fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 75

      ページ: 7

  • [雑誌論文] UCu_2Si_2の単結晶育成のこぼれ話2007

    • 著者名/発表者名
      松田 達磨
    • 雑誌名

      固体物理 42

      ページ: 3

  • [雑誌論文] NMR study of magnetic fluctuations in 115 actinide compounds2007

    • 著者名/発表者名
      S.Kambe
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 6

  • [雑誌論文] Single Crystal Growth and Magnetic Properties of Antiferromagnet Ce_2Pd_3Si_52007

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Duc Dung
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 6

  • [雑誌論文] NMR observation of quadrupolar order parameter in NpO_22007

    • 著者名/発表者名
      Y.Tokunaga
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Magnetic property of a single crystal UCu_2Ge_22007

    • 著者名/発表者名
      T.D.Matsuda
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Magnetic and Superconducting Properties of LalrSi_3 and CeIrSi_3 with the Non-centrosymmetric Crystal Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Okuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 11

  • [雑誌論文] Magnetic and Electrical Properties in CePtSi_3 without Inversion Symmetry in the Crystal Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kawai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 6

  • [雑誌論文] Enhancement of relaxation rates in the normal state of superconductor PuRhGa_5 : NQR relaxation study2007

    • 著者名/発表者名
      H.Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Hyperfine Interactions in the Heavy-Fermion Superconductor UBe_13 : ^9Be NMR Studies2007

    • 著者名/発表者名
      H.Tou
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 9

  • [雑誌論文] NMR/NQR study of the quadrupole orders in binary uranium-palladium intermetallic compound2007

    • 著者名/発表者名
      T.Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Single Crystal Growth, Superconductivity and Fermi Surface Study of Plutonium Compounds2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Haga
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 6

  • [雑誌論文] Magnetic Properties and Heavy Electronic States in the Antiferromagnet NpPtGa_52006

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 7

  • [雑誌論文] First Single Crystal Growth of the Transuranium Filled-Skutterudite Compound NpFe_4P_<12> and Its Magnetic and Electrical Properties2006

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 4

  • [雑誌論文] NMR Evidence for Higher-Order Multipole Order Parameters in NpO_22006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tokunaga
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 97

      ページ: 4

  • [雑誌論文] Magnetic and Fermi surface properties of NpIn_32006

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 10

  • [雑誌論文] NMR Study of Antiferromagnet UPtGa_52006

    • 著者名/発表者名
      S.Kambe
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Coexistence of Antiferromagnetism and Heavy-Fermion Superconductivity in CePt_3Si Studied by Neutron Scattering2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Kaneko
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Field-induced antiferroquadrupolar order in the heavy fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>2006

    • 著者名/発表者名
      Koji Kaneko
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Single Crystal Growth and Crystal Structure of ThRhIn_5 and LuCoGa_52006

    • 著者名/発表者名
      T.D.Matsuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Single crystal growth and observation of the de Haas-van Alphen effect in ThIn_32006

    • 著者名/発表者名
      T.D.Matsuda
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Unconventional superconductivity in PuRhGa_5 : Ga NMR/NQR study2006

    • 著者名/発表者名
      H.Sakai
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] NMR Shift Measurements of ^<69>Ga in Unconventional Superconductor PuRhGa_52006

    • 著者名/発表者名
      H.Sakai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Change of the Fermi surface in CeIn_3 : From localized to itinerant2006

    • 著者名/発表者名
      R.Settai
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Fermi Surface Properties of CeIn_3 around the Critical Pressure2006

    • 著者名/発表者名
      R.Settai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Thermodynamics Investigation on Pressure-induced Superconductor CeNiGe_3 by ac Calorimetry2006

    • 著者名/発表者名
      N.Tateiwa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] High pressure study on the heavy fermion superconductor CePt_3Si by AC calorimetry2006

    • 著者名/発表者名
      N.Tateiwa
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Single crystal growth and magnetic properties of UTe_22006

    • 著者名/発表者名
      S.Ikeda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Magnetic and Transport Properties in Ferromagnet UteS2006

    • 著者名/発表者名
      S.Ikeda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 5

  • [雑誌論文] Effect of Pressure on the Electronic State in Antiferromagnets UPt_2Si_2 and UIr_2Si_22006

    • 著者名/発表者名
      S.Ikeda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Characteristic High-Field Magnetization in a Transuranium Antiferromagnet NpRhGa_52006

    • 著者名/発表者名
      K.Sugiyama
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 6

  • [雑誌論文] Neutron Scattering Study of Magnetic Structure and Metamagnetic Transition between Low- and High-Moment States of NpNiGa_52006

    • 著者名/発表者名
      F.Honda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 74

      ページ: 12

  • [雑誌論文] Single crystal growth and magnetic properties of neptunium compounds2006

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Fermi surface properties in an enhanced Pauli paramagnet NpGe_32006

    • 著者名/発表者名
      D.Aoki
    • 雑誌名

      Physics B 378-380

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Magnetic behaviour of UB4 at high temperatures2006

    • 著者名/発表者名
      A.Galatanu
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] A magnetic Compton scattering study of NpNiGa_52006

    • 著者名/発表者名
      S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Multipolar phase transition in NpO_2 : Comparison with UO_2 from ^<17>O-NMR2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tokunaga
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] NMR study of single crystal UBe_<13> : ^9Be Knight shifts in the normal state2006

    • 著者名/発表者名
      N.Tsugawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] The dHvA experiment under pressure in UIr2006

    • 著者名/発表者名
      H.Shishido
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Crossover of the 5f electrons from itinerant to localized in UPtGa_52006

    • 著者名/発表者名
      Y.Onuki
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Neutron Diffraction Study of Magnetic Structure and Successive 5f Electronic Transition in the Itinerant Antiferromagnet NpRhGa_52006

    • 著者名/発表者名
      S.Jonen
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 74

      ページ: 8

  • [雑誌論文] Phonons in UCoGa_52006

    • 著者名/発表者名
      N.Metoki
    • 雑誌名

      Physica B Physica B

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Magnetic structure and successive phase transition in NpRhGa_52006

    • 著者名/発表者名
      S.Jonen
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 3

  • [雑誌論文] A-Type antiferromagnetic ordering and the transition of the 5f electronic state accompanied by usual moment reorientation in NpRhGa_52006

    • 著者名/発表者名
      S.Jonen
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Observation of ferromagnetic and antiferromagnetic correlations in UIr_3B_22006

    • 著者名/発表者名
      T.Fujimoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Anomalous Magnetic Correlations in Heavy Fermion{Pauli}Paramagnet UIr_3B_2 : ^<11>B NMR Study2006

    • 著者名/発表者名
      T.Fujimoto
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Incommensurate longitudinal SDW state with a long periodicity in UCu_2Si_22006

    • 著者名/発表者名
      F.Honda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Hyperfine Interactions of NpFeGa_5 by ^<237>Np and ^<57>Fe Mossbauer Spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Homma
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Supple. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Pressure-induced superconductivity in ferromagnet UIr without inversion symmetry2006

    • 著者名/発表者名
      T.C.Kobayashi
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 4

  • [雑誌論文] Pressure-induced superconductivity of Ce_2Ni_3Ge_52006

    • 著者名/発表者名
      M.Nakashima
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Anisotropic magnetic properties of Ce_2Ni_3Ge_5 single crystal2006

    • 著者名/発表者名
      A.Thamizhavel
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Unconventional superconductivity in the itinerant ferromagnet UGe_2 : ^<73>Ge-NQR study under pressure2006

    • 著者名/発表者名
      A.Harada
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Anisotropic residual resistivity under high pressure in UIr2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hori
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Orbital-wise Decomposition of Magnetic Compton Profiles in Ferromagnetic Uranium Compound2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakurai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Soft X-ray magnetic circular dichroism study of UFe_22006

    • 著者名/発表者名
      T.Okane
    • 雑誌名

      Physica B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Soft x-ray magnetic circular dichroism study of ferromagnetic uranium compounds2006

    • 著者名/発表者名
      T.Okane
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Soft X-ray synchrotron radiation photoemission study on uranium compounds2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujimori
    • 雑誌名

      Physics B 378-380

      ページ: 2

  • [雑誌論文] Band Structure and Fermi Surface of Uranium Compounds : Soft X-ray Angle-Resolved Photoemission Study2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujimori
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Possible Unconventional Superconductivity and Magnetism in CePt_3Si Probed by Muon Spin Rotation and Relaxation2006

    • 著者名/発表者名
      W.Higemoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 5

  • [雑誌論文] Magnetism and superconductivity in CePt_3Si probed by muon spin relaxation2006

    • 著者名/発表者名
      W.Higemoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

  • [雑誌論文] Resonant magnetic x-ray scattering study of UPd_2Al_32006

    • 著者名/発表者名
      K Ishii
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Suppl. 75

      ページ: 3

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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