2021 年度研究成果報告書

高圧力下中性子回折実験による超伝導と競合する重い電子反強磁性状態の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	19K03737
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関	東北大学
研究代表者	池田陽一東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40581773)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	中性子回折 / 高圧力
研究成果の概要	一風変わった温度圧力相図を示すCeNiGe3における圧力下で現れる超伝導と共存する磁気相と、競合する磁気相の性質の解明を目指し、１立方ミリメートル程度の試料に対して4～5万気圧程度の圧力実験ができる圧力セルの開発と、それを用いた圧力下中性子回折実験を進めてきました。現在の発生圧力は目標の大凡四分の一程度であるため、さらなる改良は必要であるものの、圧力下で微弱な磁気信号を観測するという初段の目的を達成することができました。また非整合磁気伝搬ベクトルにわずかながら圧力変化が見られ，大凡2～5万気圧の間で非整合-整合磁気相転移が生じる可能性を見出すことに成功しました。
自由記述の分野	固体物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	圧力は温度と並んで，物質の状態を変えるひとつのパラメータであるものの，物質中の電子状態を変えるためには数万気圧程度の圧力が必要となります。先人による様々な努力の結果，近年では多くの実験が比較的手軽に実施できるようになりましたが，物質の微視状態を調べる中性子やＸ線による実験のためには更なる工夫が必要です。我々は物質の磁気状態を調べるために，数万気圧の圧力下で比較的大きな試料（1mm3）でも実験のできる圧力セルを開発し，圧力下の磁気状態の変化を捉えることに成功しました。目標とした圧力には届いていないため更なる改良は必要ですが，今後，物質の新しい状態を捉えることが出来る可能性があります。