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2020 年度 実績報告書

20GPaの高圧下でPrおよびNdの金属間化合物に誘起される多極子量子臨界現象

研究課題

研究課題/領域番号 18K03518
研究機関広島大学

研究代表者

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) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード電気四極子秩序 / 超伝導 / 静水圧力 / 異方的圧力 / 2チャンネル近藤効果
研究実績の概要

本研究の目的は,反強四極子転移温度TQ=0.11 K以下のTc=0.05 Kで超伝導を示すPr化合物PrIr2Zn20 の超伝導と四極子自由度の相関を20 GPaまでの静水圧および一軸圧下の電気抵抗と比熱測定から明らかにすること,および,最近予言された,磁気モーメントの残ったNdTr2Zn20 (Tr=Ir, Co, Rh)における2チャンネル近藤効果を静水圧下の電気抵抗測定によって検証することである。
PrIr2Zn20の超伝導と四極子自由度の相関について,昨年度までは,静水圧性の異なる圧力媒体(アルゴン,グリセリン,フロリナート)を用いて,10 GPaまでの圧力下における電気抵抗を0.04 Kまで測定した。その結果,比較的静水圧の高いアルゴンや非静水圧の小さなフロリナートを圧力媒体として用いた場合,10 GPaまで反強四極子秩序と超伝導は共存した。一方,圧力媒体として室温で5 GPa以上で固化するグリセリンを用いた場合,反強四極子秩序と超伝導は5 GPa以上で同時消失したことは,超伝導に四極子の自由度が必要であることを強く示唆する。これらの結果を論文に纏め,Physical Review Bに投稿し掲載された。
また, NdTr2Zn20 (Tr=Ir, Co, Rh)の電気抵抗測定から,すべての化合物の反強磁性転移温度TNは10 GPaまでは同じ割合で上昇したが,それ以上の圧力では,圧力変化が小さくなった。また,Tr=CoのTN以上での電気抵抗の下凸の温度変化はすべての圧力で格子系の2チャンネル近藤効果の理論式で再現できた。一方,Tr=IrとRhでは,理論式での再現は出来なかったが,加圧するとその下凸の振舞いが顕著になり,2チャンネル近藤効果の増強を示唆する結果が得られた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 圧力で熱電変換材料の大振幅原子振動をコントロール/熱電変換の高効率化に道筋2021

    • 著者名/発表者名
      梅尾和則
    • 雑誌名

      クリーンエネルギー

      巻: 2月号 ページ: ー

  • [雑誌論文] Uniaxial-Pressure-Induced Release of Magnetic Frustration in a Triangular Lattice Antiferromagnet YbCuGe2020

    • 著者名/発表者名
      Umeo Kazunori、Watanabe Daichi、Araki Koji、Katoh Kenichi、Takabatake Toshiro
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 11 ページ: 30-1~30-7

    • DOI

      10.3390/met11010030

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pressure-induced quenching of planar rattling in Cu10Zn2Sb4S13 studied by specific heat and x-ray diffraction measurements2020

    • 著者名/発表者名
      Umeo Kazunori、Suekuni Koichiro、Takabatake Toshiro、Nishibori Eiji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 ページ: 100302(R) -1~-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.100302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous collapse of antiferroquadrupolar order and superconductivity in PrIr2Zn20 by nonhydrostatic pressure2020

    • 著者名/発表者名
      Umeo Kazunori、Takikawa Riho、Onimaru Takahiro、Adachi Makoto、Matsumoto Keisuke T.、Takabatake Toshiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 ページ: 094505-1~-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.094505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure Effect on the Chiral Helimagnetic Order in YbNi3Al92020

    • 著者名/発表者名
      Ota Yoshihiko、Umeo Kazunori、Otaki Takumi、Arai Yudai、Onimaru Takahiro、Nakamura Shota、Ohara Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 044715-1~-5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.044715

    • 査読あり
  • [学会発表] 立方晶PrIr2Zn20の反強四極子秩序と超伝導転移に対する非静水圧効果2020

    • 著者名/発表者名
      瀧川莉穂,梅尾和則,山根悠, 松本圭介, 高畠敏郎,鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [学会発表] 一軸性キラル磁性体YbNi3Al9の圧力下比熱測定2020

    • 著者名/発表者名
      太田 善彦 , 梅尾 和則,鬼丸 孝博,中村 翔太,大原 繁男
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会

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公開日: 2021-12-27  

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