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2020 年度 実績報告書

複合環境下における圧力誘起物性現象の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H00648
研究機関東京大学

研究代表者

上床 美也  東京大学, 物性研究所, 教授 (40213524)

研究分担者 摂待 力生  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00251041)
郷地 順  東京大学, 物性研究所, 助教 (20781280)
渡辺 真仁  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40334346)
繁岡 透  山口大学, その他部局等, 名誉教授 (50167441)
藤原 直樹  京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (60272530)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード高圧力 / 超伝導 / CeNiC2
研究実績の概要

本研究では、近年、高圧下で発見されている各種圧力誘起超伝導現象を研究対象に、その発現機構を明らかにするとともに、新たな新奇超伝導 物質の探索を行う事を目的とする。具体的には各種環境下での各種精密物性測定を行い、臨界圧力前後での電子状態を明らかにするため、電気抵抗、比熱、磁化等の各種測定を各圧力下で詳細に測定し、その特徴を明らかにする。本年度は昨年に引き続き、各種圧力誘起超伝導の発現機構の解明を行った。研究実施計画にしたがい、その研究結果を記載する。1)CeNiC2良質単結晶試料を用いて、電気抵抗の圧力依存性を各軸下で行った。いずれの軸方向においても超伝導現象を観測した。電気抵抗の温度依存性が各軸で異なることを明らかにし、超伝導の起源が各軸で異なる可能性があることが明らかになった。この発見を他の測定から明らかにして行く。2)高圧下でのNMR測定を行うため、測定に特化した装置を用いて、希釈冷凍機温度で測定出来るように、試料ホルダー等の整備を行った。3)良質LaNiC2の電気抵抗の圧力依存性の測定より、常圧で観測されたCDWは圧力とともに減少し量子臨界圧力が存在する事を明らかにした。また、より高圧下で出現するCDWは常圧下でのCDWと起原が異なる可能性を明らかにした。4)予定していた中性子回折実験は、原子炉の不調により中止となり実施されなかった。5)CeNiC2を中心として、NiおよびCを近接元素で置換し試料作製を行ったが、組成分離が起こり単相試料を作製することは出来なかった。その他、EuCu2Ge2の圧力効果の研究結果および新物質Ce3TiBi5の常圧下での研究結果を学術誌に報告した。

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

当初計画した研究は、一部を除いて当初予定以上の結果を得ることが出来概ね達成できた。中性子回折が原子炉の不調およびコロナ禍の影響で実施出来なかった。置換効果による試料作製を昨年に引き続き行ったが良質試料は得られなかった。しかし、LaNiC2試料の測定によりCDW由来の量子相転移が存在することを明らかにした。その他の新試料で、圧力誘起相転移現象を示す事を明らかにした。

今後の研究の推進方策

CeNiC2の圧力下での電気抵抗およびその磁場効果の測定を完成させ、圧力誘起超伝導の起源に関する考察を行う。さらにホール効果等の測定を行い電子状態を探る。さらに、本年度いくつかの試料で、圧力誘起量子臨界現象が観測されたので、その起源を明らかにする。また、NMR測定や磁化測定および磁気抵抗効果等をより極限環境下で行い、新奇物性探索を行う。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Magnetoelectric Effect in the Antiferromagnetic Ordered State of Ce3TiBi5 with Ce Zig-Zag Chains2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shinozaki , Gaku Motoyama, Masahiro Tsubouchi , Masumi Sezaki , Jun Gouchi , Shijo Nishigori, Tetsuya Mutou , Akira Yamaguchi , Kenji Fujiwara , Kiyotaka Miyoshi , Yoshiya Uwatoko
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 89 ページ: 033703(1-5)

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.033703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Criticality of Valence Transition for the Unique Electronic State of Antiferromagnetic Compound EuCu2Ge22020

    • 著者名/発表者名
      J. Gouchi, K. Miyake, W. Iha, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki and Y. Uwatoko
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 89 ページ: 053703(1-5)

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.053703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-Crystal Growth and Physical Properties of EuZn2Ge22020

    • 著者名/発表者名
      M. Kosaka, S. Michimura, H. Hirabayashi, R. Numakura, R. Iizuka, K. Kuwahara and Y. Uwatoko
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 89 ページ: 054704(1-8)

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.054704

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak ferromagnetism and possible non-Fermi-liquid behavior in the itinerant electronic material Co3SnC2020

    • 著者名/発表者名
      B. Wang, Y. Uwatoko, J. Cheng, Y. Sun
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 102 ページ: 085153(1-9)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.085153

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Resistive anisotropy of candidate excitonic insulator Ta2NiSe5 under pressure2020

    • 著者名/発表者名
      H. Arima, Y. Naito, K. Kudo, N. Katayama, H. Sawa, M. Nohara, Y. F. Lu, K. Kitagawa, H. Takagi, Y. Uwatoko and K. Matsubayashi
    • 雑誌名

      J. Phys

      巻: 1609 ページ: 012001(1-6)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1609/1/012001

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure effect on the anomalous Hall effect of ferromagnetic Weyl semimetal Co3Sn2S22020

    • 著者名/発表者名
      Z. Y. Liu, T. Zhang, S. X. Xu, P. T. Yang, Q. Wang, H. C. Lei, Y. Sui, Y. Uwatoko, B. S. Wang, H. M. Weng, J. P. Sun and J. -G. Cheng
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Materials

      巻: 4 ページ: 044203(1-9)

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.4.044203

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication and evaluation via nuclear quadrupole resonance of a palm cubic-anvil pressure cell2020

    • 著者名/発表者名
      S. Nakagawa, J. Gochi, T. Kuwayama, S. Nagasaki, T. Takahashi, J. Cheng, Y. Uwatoko and N. Fujiwara
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 91 ページ: 073907(1-7)

    • DOI

      10.1063/5.0012015

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Metallization and Structural Phase Transition in the Quasi-One-Dimensional TlFeSe22020

    • 著者名/発表者名
      Z.-Y. Liu, Q.-X. Dong, P.-F. Shan, Y.-Y. Wang, J.-H. Dai, R. Jana, K.-Y. Chen, J.-P. Sun, B.-S. Wang, X.-H. Yu, G.-T. Liu, Y. Uwatoko, Y. Sui, H.-X. Yang, G.-F. Chen and J.-G. Cheng
    • 雑誌名

      Chinese Phys. Lett

      巻: 37 ページ: 047102(1-8)

    • DOI

      10.1088/0256-307X/37/4/047102

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Pressure induced insulator to metal crossover in van der Waals ferromagnet CrGeTe32021

    • 著者名/発表者名
      上床美也
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極低温測定のためのPalm型6-8アンビル高圧発生装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      郷地順, 長崎尚子, Y. Shan, J.P. SunA, J.G. Cheng, 後藤弘匡, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] Mott-Anderson type insulator to metal transition in layered ferromagnet CrGeTe32021

    • 著者名/発表者名
      Dilip Bhoi, Jun Gouchi, Yufeng Zhang, Norio Ogita, Takumi Hasegawa, Kee Hoon Kim, and Yoshiya Uwatoko
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] LaNiC2のアニール効果と圧力依存性2021

    • 著者名/発表者名
      馬翰明, 郷地順, 上床美也, 繁岡透
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] Effect of pressure on the electrical resistivity of CeZn single crystal2021

    • 著者名/発表者名
      Shen Xiaoling, 郷地順, 上床美也, 梅原出, 上原政智
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れたCeNiC2の圧力誘起超伝導2020

    • 著者名/発表者名
      郷地 順・Ma Hamming・繁岡 透・上床美也
    • 学会等名
      第36回希土類討論会
  • [学会発表] 圧力誘起超伝導体CeNiC2の磁場効果II2020

    • 著者名/発表者名
      郷地順, Ma Hanming, 繁岡透, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会2020秋季大会
  • [学会発表] Palm型 6-8アンビルによる 20 GPa級極低温測定システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      郷地 順 ・長崎 尚子 ・ SHAN Yu ・ SUN J. P. ・CHENG J. G. ・ 後藤 弘匡 ・ 上床 美也
    • 学会等名
      第61回高圧討論会
  • [学会発表] Pressure-Induced Superconductivity in antiferromagnetic Heavy-Fermion CeNiC2 Single Crystal2020

    • 著者名/発表者名
      Jun Gouchi, Hanming Ma, Toru Shigeoka, Yoshiya Uwatoko
    • 学会等名
      Rare Earth Workshop 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単結晶CeNiC2の格子定数に対する圧力効果2020

    • 著者名/発表者名
      馬翰明, 郷地順, 繁岡透, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会2020秋季大会
  • [学会発表] CeNiC2 単結晶格子の圧力依存性2020

    • 著者名/発表者名
      馬翰明 ・ 郷地 順 ・ 繁岡 透 ・ 上床 美也
    • 学会等名
      第61回高圧討論会
  • [学会発表] Electrical resistivity of single crystalline CeIrSn at high pressure2020

    • 著者名/発表者名
      Shen Xiaoling, 上床美也, 郷地順, 高畠敏郎, 津田研, 梅原出
    • 学会等名
      日本物理学会2020秋季大会
  • [学会発表] FeSe1-xSx (x = 0.18)における高圧下77Se-NMR測定2020

    • 著者名/発表者名
      中村昂矢, 桑山昂典, 松浦康平, 水上雄太, 笠原成, 松田祐司, 芝内孝禎, 上床美也, 藤原直樹
    • 学会等名
      日本物理学会2020秋季大会
  • [学会発表] FeSe1-xSx (x = 0.05)における高圧下77Se-NMR測定2020

    • 著者名/発表者名
      猪股和也, 中村昂矢, 桑山昂典, 松浦康平, 水上雄太, 笠原成, 松田祐司, 芝内孝禎, 上床美也, 藤原直樹
    • 学会等名
      日本物理学会2020秋季大会
  • [学会発表] PALM 型キュービックアンビルセルによる Cu2O の NQR 測定2020

    • 著者名/発表者名
      桑山 昂典 ・ 郷地 順 ・ 中川 悟志 ・長崎 尚子 ・ 高橋 輝雄 ・ CHENG Jinguang ・ 上床 美也 ・ 藤原 直樹
    • 学会等名
      第61回高圧討論会

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公開日: 2021-12-27  

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