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2019 年度 実施状況報告書

電荷近藤効果と新奇超伝導現象の物質系を横断した普遍性の探策

研究課題

研究課題/領域番号 18K18734
研究機関大阪大学

研究代表者

椋田 秀和  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90323633)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード超伝導 / 核磁気共鳴 / 電荷近藤効果
研究実績の概要

原子価スキップ現象に由来する価数の局所的な電子自由度が巨大伝導電子系と混成したときに創発される異常物性の開拓を目的に、異常物性が見られているいくつかの物質系で解明を目指した研究を行っている。中でも最も進んだ研究が、原子価スキップ元素TlをドープしたPbTeにおける異常物性の研究である。微視的なプローブである核磁気共鳴法(NMR)による原子サイト空間分解実験を目指し、今年度わずかしか存在しないドーパントのTlサイトのNMRを広い温度域に渡って、かつドープ量を変えたいくつかの試料で行うことができた。過去のTeサイトのNMR緩和率の異常を上回る異常が検出され、Tlサイトが異常の起源となっていることを直接的に裏付けできた。また、バレンススキップ元素ではないNaなどにドーパントを変えた系においても同様の実験を行ったところ、それらには異常は観測されないことが実験的に明らかになった。ドーパントがTlのときだけ異常が起こることが明確となった。その成果を含めた一連の研究成果は、学術論文4編(うち国際会議抄録2編)、国内外の会議・研究会(24件)などで発表している。以下に上記内容に最も関連した成果を示す。[論文発表] Charge Kondo Effect induced by valence skipping dopants in Pb1-xTlxTe and Pb1-xNaxTe probed by 125Te-NMR,R,  R. Horikawa, H. Mukuda et al., JPS Conf. Proc., 011126 (2020) (査読有)
[国際会議] R. Horikawa, H. Mukuda et al. Strongly Correlated Electron Systems 2019, Okayama, 2019.9/23-27

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

PbTeのドーパントがバレンススキップ元素であるTlの場合に価数揺らぎが起きているのかを異常の起源と思われるTlドーパントサイトでのNMR測定を行い、直接それが起源であることを検証できた。またPbTeにドープするドーパントの種類をバレンススキップ元素ではないNaなどにドーパントを変えた系においても同様のTe-NMR実験を行うことができ、ドーパントがバレンススキップ元素ではないときは異常が観測されないことが明らかになった。

今後の研究の推進方策

PbTeにドープするドーパントの種類をTlだけでなく、バレンススキップ状態をとる可能性のあるInなどにドーパントを変えた系でのドープ量を変えてどの組成でも1/T1Tの増大が観測されないかどうかをさらに確認し、上記の結果をより鮮明にしたい。
また、ピーク位置つまりKnight shiftにもとスペクトルの概形には30K以下でわずかであるが、低温に向けて増大が起こっていることがわかった。電荷近藤効果に伴うフェルミ面での状態密度の上昇である電荷近藤共鳴ピークを捉えている可能性がある。より低温まで測定域を拡げていきたい。また、超伝導との直接の相関を見るため、低磁場、低温の温度域の測定に展開していく。その他のバレンススキップ系への普遍性の観測へ向け、バレンススキップ系超伝導体の候補物質などへも同様な実験を進めている。

次年度使用額が生じた理由

海外特注輸入品の納品が遅れたため。2020年の4月に納品される予定で有り、残額の執行ができる。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Stanford university(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Stanford university
  • [雑誌論文] 75As-NMR/NQR studies on new iron-based 122 superconductors (La0.5-xNa0.5+x) Fe2As22020

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, M. Yashima, H. Mukuda, S. Ishida, H. Eisaki, Y. Yoshida, K. Kawashima, and A. Iyo
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30 ページ: 011051/1-6

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011051

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge Kondo Effect induced by valence skipping dopants in Pb1-xTlxTe and Pb1-xNaxTe probed by 125Te-NMR2020

    • 著者名/発表者名
      R, Horikawa, *M. Yashima, T. Matsumura, S. Maki, H. Mukuda, K. Miyake, H. Murakami, P. Walmsley, P. Giraldo-Gallo, T. H. Geballe, and I. R. Fisher
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30 ページ: 011126/1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011126

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unconventional Multi-gap Superconductivity and Antiferromagnetic Spin Fluctuations in New Iron-arsenide LaFe2As2 in Heavily Electron-doped Regime2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, M. Yashima, H. Mukuda, S. Ishida, H. Eisaki, Y. Yoshida, K. Kawashima, and A. Iyo,
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 88 ページ: 113702/1-4

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.113702

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Tc iron phosphide superconductivity enhanced by reemergent antiferromagnetic spin fluctuations in [Sr4Sc2O6]Fe2(As1-xPx)2 probed by NMR2019

    • 著者名/発表者名
      F. Sakano, K. Nakamura, T. Kouchi, T. Shiota, F. Engetsu, K. Suzuki, R. Horikawa, M. Yashima, S.Miyasaka, S. Tajima, A. Iyo, Y. -F. Guo, K. Yamaura, E. Takayama-Muromachi, M. Yogi, and H. Mukuda,
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B,

      巻: 100 ページ: 094509/1-10

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevB.100.094509

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 圧力下で第2超伝導相を持つインターカレート系FeSe高温超伝導体Lix(NH3)yFe2-δSe2の77Se-NMR2020

    • 著者名/発表者名
      西岡 颯太郎,小内 貴祥,八島 光晴,椋田 秀和,小谷 柾史A,角藤 壮A,李 智鉉A,神戸 高志
    • 学会等名
      日本物理学会 春季大会
  • [学会発表] FeAs系からFeP系に渡る鉄系物質における局所構造と高温超伝導出現の普遍性2020

    • 著者名/発表者名
      阪野文秀, 中村昂矢, 小内貴祥、八島光晴, 椋田秀和, Y. F. GuoA, 山浦一成A, 室町英治A,伊豫彰B,與儀護C, 宮坂茂樹D, 田島節子
    • 学会等名
      日本物理学会 春季大会
  • [学会発表] 過剰電子ドープ系LaFe2As2とドーピングによるフェルミ面制御と超伝導状態2020

    • 著者名/発表者名
      小内貴祥, 八島光晴, 椋田秀和, 伊豫彰A, 石田茂之A,永崎洋A, 吉田良行A, 川島健司B, 宮坂茂樹C, 田島節子
    • 学会等名
      日本物理学会 春季大会
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れた超伝導体PbTaSe2におけるTa-NQR測定2020

    • 著者名/発表者名
      横井滉平,八島光晴,村川寛, 椋田秀和, 山内邦彦, 小口多美夫,酒井英明, 花咲徳亮
    • 学会等名
      日本物理学会 春季大会
  • [学会発表] 大きな出力因子をもつ熱電物質YbSi2系におけるSi-NMR2020

    • 著者名/発表者名
      古和航, 堀川瑠星, 八島光晴, 椋田秀和, 西出聡悟, S.Tanusilp, 早川純,牟田浩明,黒崎健
    • 学会等名
      日本物理学会 春季大会
  • [学会発表] (Pb1-xTlx)Te超伝導体における不純物サイトのNMR緩和率とナイトシフト測定から見た電荷近藤効果2020

    • 著者名/発表者名
      堀川瑠星, 八島光晴, 吉見光平, 松村隆史, 牧翔太, 椋田秀和, 三宅和正, 村上博成, P. Walmsley ,P. Giraldo-Gallo , T. Geballe ,I. Fisher , 高橋武士, 小林夏野、
    • 学会等名
      日本物理学会 春季大会
  • [学会発表] 低い熱伝導率を特徴とする熱電物質Mg3Sb2系におけるSb-NMRによる局所動的挙動2020

    • 著者名/発表者名
      角谷卓海, 西岡颯太郎, 小内貴祥, 八島光晴, 椋田秀和, 木方邦宏, 李哲虎、
    • 学会等名
      日本物理学会 春季大会
  • [学会発表] 新規シリサイドYb(Si1-xGex)2の混合原子価と熱電変換特性2020

    • 著者名/発表者名
      西出聡悟,Sora-at Tanusilp, 古和航, 八島光晴, 南部英, 牟田浩明, 椋田秀和, 早川純, 黒崎健
    • 学会等名
      日本応用物理学会 春季大会
  • [学会発表] NMRを用いた過剰電子ドープされた新しい鉄系超伝導体における超伝導発現機構の研究2019

    • 著者名/発表者名
      小内貴祥*, 八島光晴, 椋田秀和, 伊豫彰A, 石田茂之A, 永崎洋A, 吉田良行A, 川島健司
    • 学会等名
      低温工学・超伝導若手合同講演会
  • [学会発表] 鉄系超伝導における局所構造と複雑な電子相図と超伝導の普遍性,2019

    • 著者名/発表者名
      椋田 秀和
    • 学会等名
      京都大学基礎物理学研究所 研究会
  • [学会発表] 鉄系超伝導のインシピエントバンド制御による磁気揺らぎと超伝導の最適化,2019

    • 著者名/発表者名
      椋田 秀和,
    • 学会等名
      高温超伝導フォーラム第7回会合
  • [学会発表] Charge Kondo Effect and Superconductivity in Pb1-xTlxTe probed by 125Te and 203,205Tl-NMR2019

    • 著者名/発表者名
      R. Horikawa1, M. Yashima1, T. Matsumura1, S. Maki1, H. Mukuda1, K. Miyake2, H. Murakami3, P. Walmsley4, P. Giraldo-Gallo4, T. H. Geballe4, and I. R. Fisher4,
    • 学会等名
      Strongly Correlated Electron Systems SCES2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconducting state of Heavily-electron doped FeAs-based superconductor LaFe2As2,2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, M. Yashima, H. Mukuda, S. Ishida1, H. Eisaki1, K. Kawashima2, A. Iyo,
    • 学会等名
      Strongly Correlated Electron Systems SCES2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 75As-NMR/NQR studies on new iron-arsenide superconductor LaFe2As2 emerged in heavily electron-doped regime2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kouchi, M. Yashima, H. Mukuda, S. Ishida1, H. Eisaki1, K. Kawashima2, A. Iyo1
    • 学会等名
      J-Physics conference
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Tc superconducting state on intercalated Lix(NH3)yFeSe probed by NMR2019

    • 著者名/発表者名
      S. Nishioka1, T. Kouchi1, M. Yashima1, H. Mukuda1, M. Kodani2, T. Kakuto2, J.-H Lee2, T. Kambe2,
    • 学会等名
      J-Physics conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 過剰電子ドープ鉄系超伝導LaFe(As1-xPx)(O1-yHy)におけるFermi面制御とスピン揺らぎ2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木一弘, 八島光晴, 塩田貴佳, 椋田秀和, 上久保将大A, 辻拡和A, 宮坂茂樹A, 田島節子A
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
  • [学会発表] A15型超伝導体V3SiのSi-NMRによる研究,2019

    • 著者名/発表者名
      野尻野旭, 安藝将也, 川崎祐, 岸本豊, 中村浩?, 水戸毅, 八島光晴, 椋田秀和, 小手川恒, 菅原仁、
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
  • [学会発表] インターカレート系FeSe高温超伝導体Lix(NH3)yFeSeのSe-NMR2019

    • 著者名/発表者名
      西岡 颯太郎,小内 貴祥,八島 光晴,椋田 秀和,小谷 柾史A,角藤 壮A,李 智鉉A,神戸 高志
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
  • [学会発表] 重い電子系化合物CeCo(In1-xCdx)5の反強磁性と超伝導の共存現象におけるIn-NQR測定2019

    • 著者名/発表者名
      八島光晴, 田岡晃, 椋田秀和, 本多史憲, 摂待力男, 大貫惇睦、
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
  • [学会発表] PbTe系超伝導体におけるドーパントに依存した電荷近藤効果の異常と超伝導状態2019

    • 著者名/発表者名
      堀川瑠星, 八島光晴, 吉見光平, 松村隆史, 牧翔太, 椋田秀和, 三宅和正, 村上博成, P. Walmsley ,P. Giraldo-Gallo , T. Geballe ,I. Fisher , 高橋武士, 小林夏野、
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
  • [学会発表] 過剰電子ドープされた新しいFe系超伝導体におけるNMR/NQR、2019

    • 著者名/発表者名
      小内 貴祥
    • 学会等名
      J-Physics地域研究会-大阪
  • [学会発表] 鉄系超伝導のインシピエントバンド制御による磁気揺らぎと超伝導の最適化,2019

    • 著者名/発表者名
      椋田 秀和
    • 学会等名
      J-Physics地域研究会-大阪
  • [学会発表] "NMR study on new superconductor LaFe2As2 in heavily electron-doped regime ~ Comparison with LaFe(AsP)(OH) ~2019

    • 著者名/発表者名
      H. Mukuda
    • 学会等名
      Spectroscopies in Novel Superconductors, SNS, 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 「NMR 技術を用いた高温超伝導材料の基礎物性研究」(超伝導科学技術賞の受賞記念講演)2019

    • 著者名/発表者名
      椋田秀和
    • 学会等名
      未踏科学技術協会 超伝導科学技術研究会 第 45 回シンポジウム

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公開日: 2021-01-27  

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