| 研究課題/領域番号 |
18K03545
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
中井 祐介 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 准教授 (90596842)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | Dirac電子 / 反磁性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、特異なDirac電子状態(ノーダルライン半金属)を持つと期待されるPtSn4とその関連物質において、Dirac電子と巨大反磁性の関係や、Dirac電子の電子相関・スピン軌道相互作用の変化がおよぼす影響を明らかにすることを目的としている。本年度は、以下のことを行った。
（１）本年度はまず、PtSn4がバルク物質としてDirac電子系であるかをバルク敏感な核磁気共鳴(NMR)測定に加えて、磁化測定・第一原理計算から検証を行った。そのために、合成した単結晶に対し、核スピン格子緩和率1/T1およびNMRシフトの温度依存性測定を行った結果、これらの物理量がDirac電子系に特徴的な電子状態密度のエネルギー依存性を反映した振る舞いを示すことがわかった。さらに、Pt核・Sn核のNMRシフト測定・磁化測定結果および第一原理計算から、PtSn4の示す大きな反磁性がDirac電子からの寄与と考えられることを明らかにした。現在、これらの内容に関して論文執筆中である。
（２）また、PtサイトをPdに元素置換することで電子相関・スピン軌道相互作用の変更が期待できることから、PdSn4の単結晶の合成を行った。Snフラックス法を用いることで、1mm角程度の大きさの単結晶を得ることに成功した。
（３）他にも、フェルミエネルギーの制御を行うためにSnサイトの元素置換にも取り組んだ。合成条件の改善に取り組んでいるところであるが、EDX測定(首都大学東京 水口准教授との共同研究)から確かに数％程度の元素置換ができていることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
当初予定した通り、PtSn4をNMR・磁化率測定および電子状態計算から調べた結果の論文執筆にとりかかる段階まで到達しているため。また、比較物質合成や元素置換の合成条件探索も順調に進展しているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
原料の組成比や加熱過程を変化させながら、PtSn4に対する元素置換を通じたフェルミエネルギーの制御を目指す。それ以外にも、昨年度に得られた関連物質の単結晶に対してNMR・磁化測定およびエネルギーバンド計算を行い、電子状態を調べることを予定している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
所属機関の異動に伴い、予定していた電気炉の購入をする必要が当面はなくなったため。測定・合成環境の整備に費用を計上する予定である。
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