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2022 年度 実績報告書

多極子とキラリティーの相関が創発する新奇強相関電子状態の実証

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0078
研究機関広島大学

研究代表者

鈴木 孝至  広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (00192617)

研究分担者 鬼丸 孝博  広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (50444708)
石井 勲  広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (20444713)
志村 恭通  広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 助教 (10713125)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2023-03-31
キーワード多極子格子相関 / 新奇chiral量子状態 / 2チャンネル近藤効果 / chiralソリトン / 量子臨界 / 磁気相図 / 極低温熱膨張磁歪測定 / 超音波分光
研究実績の概要

コロナ禍により2年の延長を余儀なくされたが,2年の国内活動期間にも成果をあげ,最終年度は国際活動も実施し,総合的には当初の計画以上の成果が得られた。本年度の実績は次の通り。
鈴木・石井:
①ドレスデン強磁場研究所にて,Zherlitsyn博士らとの共同研究で希土類化合物Dy3Ru4Al12のパルス磁場中超音波実験および磁気熱量効果測定を行い,超高磁場での磁場誘起相転移を見出した。結晶場解析から,その起源がリエントラントな多極子秩序であることを明らかにした。②Andreev教授らとの共同研究で希土類化合物ErNiAlにおいて磁気秩序温度以下での逐次相転移を見出した。結晶場解析から,これまでの単純な常識を覆す磁気秩序相における多極子秩序であることを明らかにした。Er3Ru4Al12,HoNiAlの超音波実験を行い研究成果を国内外学会で発表し学術論文を公表した。
鬼丸・志村:
①Pr希薄系Y(Pr)Ir2Zn20の非フェルミ液体的挙動に関し、強相関電子系国際会議(アムステルダム)で招待講演を行った。アウクスブルク大学との共同研究により、同系の体積熱膨張の発散的な振る舞いが、四極子と局所歪みの結合に起因することを解明。Ybジグザグ鎖をもつYbCuS2の磁場中中性子回折実験を、英国ラザフォード・アップルトン研究所にて行い、Ybモーメントがup-up-downに配列することを解明。②アウグスブルグ大学にて、静電容量法による磁歪測定により、価数揺動物質CeIrSnの負の磁歪を観測。同手法を広島大学の所属研究室に導入して、重い電子系化合物YbCo2Zn20の磁場誘起の電気四極子秩序に伴う0.6 Kでの熱膨張率の異常を検出した。さらにPrMgNi4の磁歪測定を行い、磁歪係数が低温に向かって発散的に増大することを見出した。これはPrイオンのもつ活性な電気四極子の存在を示す重要な証拠である。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 12件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 国立ドレスデン強磁場研究所/アウグスブルク大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      国立ドレスデン強磁場研究所/アウグスブルク大学
  • [国際共同研究] 国立科学アカデミー/国立チャールズ大学(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      国立科学アカデミー/国立チャールズ大学
  • [国際共同研究] 英国パルス中性子施設ISIS/ラザフォード・アップルトン研 究所(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      英国パルス中性子施設ISIS/ラザフォード・アップルトン研 究所
  • [雑誌論文] Ultrasonic Investigation of the Magnetic Ordering in Er3Ru4Al12 with a Distorted Kagome Lattice2023

    • 著者名/発表者名
      I. Ishii, Y. Kurata, H. Muneshige, A. V. Andreev, D. I. Gorbunov, M. Nohara, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Elastic Softening due to the Quadrupole Interaction between the Singlets in the Crystal Field of HoNiAl2023

    • 著者名/発表者名
      H. Muneshige, I. Ishii, Y. Wada, K. Isobe, S. Saito, A. V. Andreev, M. Nohara, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unique Itinerant Ferromagnetism in 4d-electron System Ca2RuO42023

    • 著者名/発表者名
      F. Nakamura, H. Ogura, T. Sakami, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phonon dispersion curves in the type-I crystalline and molten clathrate compound Eu8Ga16Ge302023

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Takumi、Inui Masanori、Onimaru Takahiro、Kajihara Yukio、Hosokawa Shinya、Nakajima Yoichi、Matsuda Kazuhiro、Takabatake Toshiro、Hiroi Satoshi、Uchiyama Hiroshi、Tsutsui Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 35 ページ: 114002~114002

    • DOI

      10.1088/1361-648X/acb0a5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inelastic neutron scattering study of crystalline electric field excitations in the caged compounds NdT2Zn20 (T = Co, Rh, and Ir)2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Rikako、Le Manh Duc、Adroja Devashibhai T.、Shimura Yasuyuki、Takabatake Toshiro、Onimaru Takahiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 ページ: 075114/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.075114

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ferroquadrupolar ordering in a magnetically ordered state in ErNiAl2022

    • 著者名/発表者名
      Ishii Isao、Kurata Yuki、Wada Yuki、Nohara Minoru、Suzuki Takashi、Araki Koji、Andreev Alexander V.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 ページ: 165147(6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.165147

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic and magnetoelastic properties of Er3Al22022

    • 著者名/発表者名
      Gorbunov D. I.、Palazzese S.、Ishii I.、Andreev A. V.、Sebek J.、Buturlim V.、Suzuki T.、Zherlitsyn S.、Wosnitza J.
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 6 ページ: 084409(6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.6.084409

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ferroelastic-like transition and solvents affect the magnetism of a copper-organic radical one-dimensional coordination polymer2022

    • 著者名/発表者名
      Gao Yan-Li、Nishihara Sadafumi、Suzuki Takashi、Umeo Kazunori、Inoue Katsuya、Kurmoo Mohamedally
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 51 ページ: 6682~6686

    • DOI

      10.1039/D2DT00135G

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GdPt6Al3: A Canted Antiferromagnet with a Honeycomb Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Oishi Ryohei、Shimura Yasuyuki、Umeo Kazunori、Onimaru Takahiro、Takabatake Toshiro
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 91 ページ: 124706/1-5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.91.124706

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divergent thermal expansion and Gruneisen ratio in a quadrupolar Kondo metal2022

    • 著者名/発表者名
      Worl A.、Garst M.、Yamane Y.、Bachus S.、Onimaru T.、Gegenwart P.
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 4 ページ: L022053/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.4.L022053

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] カゴメ格子磁性体Dy3Ru4Al12強磁場弾性応答と磁場誘起相転移2023

    • 著者名/発表者名
      石井勲,宗重仁士,磯部健太郎,齋藤奨太,A. V. Andreev,宮田敦彦,荒木幸治,D. I. Gorbunov,S. Zherlitsyn,J. Wosnitza,野原実,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] Yb三角格子欠損系Yb2Cu2nSn+3 (n = 2.2, 3.6) における乱れに伴う幾何学的フラストレーション効果の緩和2023

    • 著者名/発表者名
      岡島聡志, 水谷宗一郎, 志村恭通, 梅尾和則, 鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] Ybジグザグ鎖をもつYbCuS2の相転移に対するLu,Se置換効果2023

    • 著者名/発表者名
      白井宏尚, 水谷宗一郎, 岡島聡志, 山本理香子, 大石遼平, 志村恭通, 鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] 一次元Ce鎖をもつCePd3Sn2における磁気異方性2023

    • 著者名/発表者名
      川上裕大, 大石遼平, 山本理香子, 梅尾和則A, 志村恭通, 高畠敏郎, 鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] 希土類ハニカム化合物RPt6Al3 (R=Nd, Gd,Sm)の非共線的な磁気構造2023

    • 著者名/発表者名
      大石遼平,梅尾和則A, 鬼丸孝博, 高畠敏郎, D. T. Adroja
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] 非磁性基底二重項をとる立方晶PrMgNi4の磁歪測定による四極子感受率の評価2023

    • 著者名/発表者名
      草ノ瀬 優香, 志村 恭通, 鬼丸 孝博
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] PPMSに装着可能な自作磁気冷凍セルを用いたCe2(Cu1-xNix)2Inの磁気冷凍2023

    • 著者名/発表者名
      渡邉 寛大,志村 恭通,梅尾 和則,鬼丸 孝博,高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] 非対称性が拓く量子物質科学の新展開 ~アシンメトリ量子の可視化に向けて ~; はじめに2023

    • 著者名/発表者名
      鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [学会発表] Ultrasonic investigation of the magnetic ordering in Er3Ru4Al12 with a distorted kagome lattice2022

    • 著者名/発表者名
      I. Ishii, Y. Kurata, H. Muneshige, A. V. Andreev, D. I. Gorbunov, M. Nohara, and T. Suzuki
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (August, 2022, Sapporo, Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] Elastic softening due to the quadrupole interaction between the singlets in the crystal field of HoNiAl2022

    • 著者名/発表者名
      H. Muneshige, I. Ishii, Y. Wada, K. Isobe, S. Saito, A. V. Andreev, M. Nohara, and T. Suzuki
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (August, 2022, Sapporo, Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] カゴメ格子磁性体Dy3Ru4Al12の強磁場弾性応答2022

    • 著者名/発表者名
      石井勲,宗重仁士,磯部健太郎,齋藤奨太,A. V. Andreev,宮田敦彦,荒木幸治,D. I. Gorbunov,S. Zherlitsyn,J. Wosnitza,野原実,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
  • [学会発表] 超音波分光法を用いたHoNiAlにおける異方的磁場誘起相の研究2022

    • 著者名/発表者名
      宗重仁士,石井勲,和田侑樹,磯部健太郎,齋藤奨太,A. V. Andreev,野原実,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
  • [学会発表] Two-channel Kondo problem in non-Kramers doublet systems2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Onimaru
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (Amsterdam, 24-29 July 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Feasibility of Two-channel Kondo E8ect in Diluted Nd Compounds Y1-xNdxCo2Zn20 for x < 0.12022

    • 著者名/発表者名
      Rikako Yamamoto, Yasuyuki Shimura, Kazunori Umeo, Toshiro Takabatake, Takahiro Onimaru
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (Amsterdam, 24-29 July 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Quadrupole phase transition in a cubic 4f 2 compound PrCdNi4 with a non-Kramers doublet ground state2022

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kusanose, Takahiro Onimaru, Yasuyuki Shimura, Kazunori Umeo, Toshiro Takabatake
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (Amsterdam, 24-29 July 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Tuning the Kondo effect in the honeycomb heavy-fermion compound CePt6Al3 by electron and hole doping2022

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oishi, Kazunori Umeo, Takahiro Onimaru, Toshiro Takabatake
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS (Sapporo)
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Site Low-Temperature Properties in Diluted Nd Compounds Y1-xNdxCo2Zn20 for x < 0.12022

    • 著者名/発表者名
      Rikako Yamamoto, Yasuyuki Shimura, Kazunori Umeo, Toshiro Takabatake, Takahiro Onimaru
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS (Sapporo)
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure Effect on the Antiferromagnetic Order in 4f 3 Cubic Compounds NdTr2Zn20 (Tr = Co, Rh, and Ir)2022

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Umeo, Rikako Yamamoto, Daisuke Katoh, Makoto Adachi, Toshiro Takabatake, Takahiro Onimaru
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS (Sapporo)
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic refrigeration below 1 K using Yb-based intermetallic compound YbCu4Ni2022

    • 著者名/発表者名
      Kanta Watanabe, Yasuyuki Shimura, Takanori Taniguchi, Kotaro Osato, Rikako Yamamoto, Yuka Kusanose, Kazunori Umeo, Masaki Fujita, Takahiro Onimaru, Toshiro Takabatake
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS (Sapporo)
    • 国際学会
  • [学会発表] Adiabatic Demagnetization Refrigeration with Heavy-Fermion Metal YbCu4Ni down to 0.2 K2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Shimura, Kanta Watanabe, Takanori Taniguchi, Kotaro Osato, Rikako Yamamoto, Yuka Kusanose, Kazunori Umeo, Masaki Fujita, Takahiro Onimaru, Toshiro Takabatake
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS (Sapporo)
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic anisotropy of YbCuS2 with an effective spin-1/2 zigzag chain studied by magnetic torque measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Onimaru, Souichiro Mizutani, Rikako Yamamoto, Yudai Ohmagari, Yasuyuki Shimura, Taichi Terashima, Naoki Kikugawa, Takako Konoike, Yuya Hattori
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS (Sapporo)
    • 国際学会
  • [学会発表] Quadrupole phase transition in a cubic 4f 2 compound PrCdNi4 with a non-Kramers doublet ground state2022

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kusanose, Takahiro Onimaru, Yasuyuki Shimura, Kazunori Umeo, Toshiro Takabatake
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS (Sapporo)
    • 国際学会
  • [学会発表] 単結晶中性子回折によるNdCo2Zn20の磁気構造の研究2022

    • 著者名/発表者名
      山本 理香子, 岩佐 和晃, 大山 研司, 鬼丸 孝博
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
  • [学会発表] 重い電子系化合物YbCo2Zn20の0.05 Kまでの一軸圧下直流磁化測定2022

    • 著者名/発表者名
      志村恭通, 西原 壱政, 梅尾 和則, 鬼丸 孝博, 高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
  • [学会発表] ハニカム格子化合物GdPt6Al3の傾角反強磁性秩序2022

    • 著者名/発表者名
      大石 遼平,志村 恭通,梅生 和則,鬼丸 孝博,高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
  • [学会発表] PPMSに装着できる磁気冷凍装置の開発とCe系金属磁気冷凍材料の探索2022

    • 著者名/発表者名
      渡邉 寛大,志村 恭通,梅尾 和則,鬼丸 孝博,高畠 敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
  • [学会発表] Ybジグザグ鎖をもつYbAgSe2の磁気相図と磁気構造2022

    • 著者名/発表者名
      水谷宗一郎, 大曲雄大, 志村恭通, 大石遼平, 梅尾和則, 三宅厚志, 徳永将史, Hung-Cheng Wu, 佐藤卓, 鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
  • [備考] 広島大学大学院先進理工系科学研究科 量子物質科学プログラム 低温物理学研究室

    • URL

      https://ltlabs.hiroshima-u.ac.jp/

  • [備考] 広島大学大学院先進理工系科学研究科 量子物質科学プログラム 磁性物理学研究室

    • URL

      https://adsmmag.hiroshima-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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