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2007 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  日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究員 (30370472)

研究分担者 芳賀 芳範  日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (90354901)
神戸 振作  日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40224886)
徳永 陽  日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究員 (00354902)
酒井 宏典  日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究員 (80370401)
池田 修悟  日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 博士研究員 (80414580)
キーワードスクッテルダイト / 結晶育成 / アクチノイド / NMR / NpPd_5Al_2 / 超伝導
研究概要

本研究の目的は、アクチノイド元素を含む新たな充填スクッテルダイト化合物をはじめとして新奇な物質の探索と結晶育成を行い、物性を明らかにすることをめざしている。昨年度までにUFe_4P_<12>をはじめとする様々なアクチノイド化合物の物性研究を行うとともに新規にNpFe_4P_<12>を発見した。
今年度は、これまで育成された様々なアクチノイド化合物の基礎物性、NMR、ドハース・ファンアルフェン効果測定により5f電子状態を明らにし、さらにこれらの物質の結晶育成方法として主に用いたフラックス法により、超ウラン化合物探索を行った。その結果、新物質NpPd_5Al_2を発見するとともに、この物質においてネプツニウム化合物としては、世界で初めての超伝導状態を発見する事に成功した。この物質の結晶構造は、ZrNi_2Al_5型正方晶であることを明らかにした。超伝導転移温度現Tc=4.9Kとf電子系化合物としては非常の高く、また電子比熱係数も200mJ/K^2・mol以上と極めて大きい。Tcにおける比熱のジャンプも△C/γTc=2.33と強結合超伝導物質と考えられる。比熱の温度依存性からは、異方的ギャップを持つ特異な超伝導状態であることが示唆されている。この発見は、多くの会議で発表され、また新聞等にもとりあげられるなど、物性研究において大きなインパクトを与えることとなった。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] Heavy-fermion formation in USn_3: Static and dynamical properties2008

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

      Phys. Rev. B 77

      ページ: 134418_1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth and the Fermi Surface Property in LuCoGa_52008

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

      J. Phys. Soc. Jpn. 77

      ページ: 024704_1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting Properties of CePt_3Si and CeIrSi_3 without Inversion Symmetry in the Crystal Structure2008

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

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 37-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field Induced Magnetic Moment Distribution in the Ordered Phase of PrFe_4P_<12>2008

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Iwasa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 67-71

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heavy Fermion Superconductivity with the Strong Pauli Paramagnetic Effect on NpPd_5Al_22008

    • 著者名/発表者名
      Dai Aoki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 159-164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ^<31>P-NMR Study of the Neptunium-based Filled-Skutterudite NpFe_4P_<12>2008

    • 著者名/発表者名
      Yo Tokunaga
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 211-213

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super Clean Sample of URu_2Si_22008

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

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 362-364

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Magnetic Properties of New Ternary Uranium Compound U_<2/3>Pd_2Al_52008

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

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 365-367

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Pressure and Magnetic Field on the Superconducting State of a Heavy Fermion Superconductor NpPd_5Al_22008

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Honda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 339-341

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of Anharmonic Thermal Vibration in Filled Skutterudite Compounds2008

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

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A 77

      ページ: 245-247

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR investigation of quadrupole order parameter in actinide dioxides.2008

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

      J. of Optoelectronics and Advanced Materials (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Property of a Single Crystal UCu_2Ge_22007

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

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 074708_1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 重い電子系形成途上で出現するNpPd_5Al_2の異方の超伝導2007

    • 著者名/発表者名
      青木 大
    • 雑誌名

      固体物理 42

      ページ: 569-580

  • [雑誌論文] 核磁気共鳴で探るNpO_2の多極子秩序2007

    • 著者名/発表者名
      徳永 陽
    • 雑誌名

      固体物理 42

      ページ: 241-252

  • [雑誌論文] Exotic Superconducting Properties in the Electron-Hole-Compensated Heavy-Fermion "Semimetal" URu_2Si_22007

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

      Phys. Rev. Lett. 99

      ページ: 116402_1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unconventional Heavy-Fermion Superconductivity of a New Transuranium Compound NpPd_5Al_22007

    • 著者名/発表者名
      Dai Aoki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 063701_1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth and Fermi Surface Property in ThRhIn_52007

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

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 064712_1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong-Coupling Superconductivity of CeIrSi_3 with the Non-centrosymmetric Crystal Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Tateiwa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 083706_1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting Properties of Pr-Based Filled Skutterudite PrRu_4As_<12>2007

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Namiki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 093704_1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR studies of actinide dioxides2007

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

      Journal of Alloys and Compounds 444-445

      ページ: 241-245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ^<17>O NMR spin-lattice relaxation in NpO_2: Field-dependent cross-relaxation process driven by ^<237>Np spins.2007

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

      J. Phys. Chem. Solid. 68

      ページ: 2016-2019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand and Actinide NMR Studies in Actinide Oxides and Intermetallic Compounds2007

    • 著者名/発表者名
      R. E. Walstedt
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 072001_1-17

    • 査読あり
  • [学会発表] 反強磁性体UI_<n3>の核磁気共鳴法による研究III2008

    • 著者名/発表者名
      酒井 宏典
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-26
  • [学会発表] ネプツニウム化合物超伝導体NpPd_5Al_2の上部臨界磁場における1次転移2008

    • 著者名/発表者名
      芳賀 芳範
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-26
  • [学会発表] ウランカルコゲナイド化合物UXX'(X,X':S, Se, Te)の磁性と伝導2008

    • 著者名/発表者名
      池田 修悟
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-26
  • [学会発表] ネプツニウム化合物超伝導体NpPd_5Al2の輸送特性2008

    • 著者名/発表者名
      松田 達磨
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
  • [学会発表] 重い電子系へのクロスオーバー過程の解析:US_<n3>の場合2008

    • 著者名/発表者名
      神戸 振作
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
  • [学会発表] URhの結晶育成と結晶構造2008

    • 著者名/発表者名
      山本 悦嗣
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
  • [学会発表] Pr_<1-x>La_xPb_3における四極子秩序と磁気励起のNMRによる研究II2008

    • 著者名/発表者名
      徳永 陽
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
  • [学会発表] 超ウラン化合物で実現する重い電子系超伝導2007

    • 著者名/発表者名
      芳賀 芳範
    • 学会等名
      物性研究所50周年記念シンポジウム
    • 発表場所
      東大物性研究所
    • 年月日
      2007-11-29
  • [学会発表] Development of Sample Preparations of New Actinoid Compounds2007

    • 著者名/発表者名
      Tatsuma D. Matsuda
    • 学会等名
      International Conference on "New Quantum Phenomena in Skutterudite and Related Systems"
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2007-09-29
  • [学会発表] Pressure Effect on Ferromagnet UTeS2007

    • 著者名/発表者名
      Shugo Ikeda
    • 学会等名
      International Conference on "New Quantum Phenomena in Skutterudite and Related Systems"
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2007-09-29
  • [学会発表] Crystal Structure and Magnetic Properties of New Ternary Uranium Compounds2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Haga
    • 学会等名
      International Conference on "New Quantum Phenomena in Skutterudite and Related Systems"
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2007-09-29
  • [学会発表] NMR study of the neptunium-based fi11ed skutterudite compound NpFe_4P_<12>2007

    • 著者名/発表者名
      Yo Tokunaga
    • 学会等名
      International Conference on "New Quantum Phenomena in Skutterudite and Related Systems"
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2007-09-28
  • [学会発表] Pr_<1-x>La_xPb_3における四極子秩序と磁気励起のNMRによる研究2007

    • 著者名/発表者名
      徳永 陽
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-24
  • [学会発表] NpPd_5Al_2及び関連物質の探索2007

    • 著者名/発表者名
      芳賀 芳範
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-22
  • [学会発表] 常磁性体US_2の圧力効果2007

    • 著者名/発表者名
      池田 修悟
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-22
  • [学会発表] NMRによるアクチノイド化合物の磁性と超伝導の研究(ウランから超ウランへ)2007

    • 著者名/発表者名
      神戸 振作
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-22
  • [学会発表] ウラン122化合物の高純度単結晶育成と物性2007

    • 著者名/発表者名
      松田 達磨
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] 反強磁性体UIn_3の核磁気共鳴法による研究II2007

    • 著者名/発表者名
      酒井 宏典
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] Magnetism and superconductivity studies of actinide compounds using high-quality single crystal growth2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Haga
    • 学会等名
      The International Workshop on Exotic States in Materials with Strongly Correlated Electrons
    • 発表場所
      Sinaia, Romania
    • 年月日
      2007-09-10
  • [学会発表] Crystal structure of UNi_4B2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Haga
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Houston, U.S.A.
    • 年月日
      2007-05-14

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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