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2020 年度 実績報告書

重い電子系超伝導体の3次元電子状態解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03553
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

藤森 伸一  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (70343936)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード強相関電子系 / 光電子分光法 / 電子構造
研究実績の概要

本研究課題では、重い電子系超伝導体における超伝導メカニズムを明らかにするため、3次元角度分解光電子分光法を用いることにより、その3次元的な電子状態を実験的に明らかにすることを研究目的とした。
最終年度となる2020年度も、昨年度に引き続き新規超伝導であるUTe2に対する研究を中心に行った。今年度は、特に国際研究グループとの協力によりUTe2の電子状態に関する理論的な研究を進めた。電子相関効果を取り入れた電子状態計算を行って、3次元角度分解光電子分光実験の結果と比較することにより、UTe2が絶縁状態に近いものの、電子相関によって5f^3電子配置に近い金属状態になっていることを明らかにした。また、UTe2の内殻光電子分光スペクトルを他の典型的なウラン化合物と比較したところ、UTe2におけるU原子の価数状態がU 5f^3電子配置に近いことが示唆され、電子状態計算を支持する結果が得られた。これらの研究成果については2報の論文発表に繋がった。その他、URu2Si2に対する3次元角度分解光電子分光実験の結果やEu化合物EuIr2Si2に対する等に対する光電子回折研究などについて2件の論文発表、および国際会議における2件の招待講演を行った。
研究期間の初期にUTe2が新規超伝導体として見いだされたが、重い電子系超伝導体の電子状態解明を目指す本研究課題の研究目的として大変興味深い研究対象であったため、本研究課題ではUTe2を中心とした研究を展開した。UTe2に対しては、世界的にも極めて競争的な研究が展開されたが、本研究課題では迅速に研究をすすめ、世界に先駆けて論文発表や学会発表を行ってプライオリティの確保に成功した。その他の重い電子系超伝導体に対する研究も推進され、本研究課題は期間を通じて計画通りに進行した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Technische Universitat Dresden/IFW Dresden/Max Planck Institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Technische Universitat Dresden/IFW Dresden/Max Planck Institute
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] Max Planck Institute/University of Michigan(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Max Planck Institute/University of Michigan
  • [国際共同研究] Czech Academy of Science(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      Czech Academy of Science
  • [国際共同研究] Donostia International Physics Center/IKERBASQUE(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Donostia International Physics Center/IKERBASQUE
  • [国際共同研究] Lund University(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Lund University
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      4
  • [雑誌論文] Core-Level Photoelectron Spectroscopy Study of UTe22021

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Shin-ichi、Kawasaki Ikuto、Takeda Yukiharu、Yamagami Hiroshi、Nakamura Ai、Homma Yoshiya、Aoki Dai
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 90 ページ: 015002~015002

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.015002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] UTe2: A nearly insulating half-filled j=52?5f3 heavy-fermion metal2021

    • 著者名/発表者名
      Shick Alexander B.、Fujimori Shin-ichi、Pickett Warren E.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 ページ: 125136~125136

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.125136

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electronic structure of URu2Si2 in paramagnetic phase: Three-dimensional angle resolved photoelectron spectroscopy study2021

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Shin-ichi、Takeda Yukiharu、Yamagami Hiroshi、Yamamoto Etsuji、Haga Yoshinori
    • 雑誌名

      Electronic Structure

    • DOI

      10.1088/2516-1075/abfd20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoelectron diffraction for probing valency and magnetism of 4f-based materials: A view on valence-fluctuating EuIr2Si22020

    • 著者名/発表者名
      Usachov D. Yu.、Tarasov A. V.、Schulz S.、Bokai K. A.、Tupitsyn I. I.、Poelchen G.、Seiro S.、Caroca-Canales N.、Kliemt K.、Mende M.、Kummer K.、Krellner C.、Muntwiler M.、Li Hang、Laubschat C.、Geibel C.、Chulkov E. V.、Fujimori S. I.、Vyalikh D. V.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 ページ: 205102~205102

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.205102

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electronic Structure of Trivalent Compound EuPd3 Studied by Soft X-ray Angle-resolved Photoemission Spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Ikuto、Kobata Masaaki、Fujimori Shin-ichi、Takeda Yukiharu、Yamagami Hiroshi、Nakamura Ai、Iha Wataru、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 044704~044704

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.044704

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soft x-ray irradiation induced metallization of layered TiNCl2020

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Noriyuki、Tanaka Masashi、Hosoda Wataru、Taniguchi Takumi、Fujimori Shin-ichi、Wakita Takanori、Muraoka Yuji、Yokoya Takayoshi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 33 ページ: 035501~035501

    • DOI

      10.1088/1361-648X/abbbc3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Fe 3d impurity band state as the origin of high Curie temperature in the p-type ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb2020

    • 著者名/発表者名
      Takeda Takahito、Sakamoto Shoya、Araki Kohsei、Fujisawa Yuita、Anh Le Duc、Thanh Tu Nguyen、Takeda Yukiharu、Fujimori Shin-ichi、Fujimori Atsushi、Tanaka Masaaki、Kobayashi Masaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 ページ: 245203~245203

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.245203

    • 査読あり
  • [学会発表] Electronic structures of uranium compounds studied by photoelectron spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Fujimori
    • 学会等名
      MRS spring meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Soft x-ray synchrotron radiation spectroscopy study of actinide compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Fujimori
    • 学会等名
      KSIEC Annual Meeting; 4th Generation Synchrotron Light for Nuclear Technology and Other Industrial Applications
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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