極低温磁化・比熱・誘電測定による磁場誘起量子相転移の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20244053
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 榊原 俊郎 東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)
• 連携研究者: 田山 孝 東京大学, 物性研究所, 助教 (20334344) ; 三田村 裕幸 東京大学, 物性研究所, 助教 (60282604)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 強相関電子系 / 量子相転移 / 磁化測定 / 比熱測定 / メタ磁性転移 / 磁場誘起秩序

研究概要

量子相転移とは、物質の絶対零度における異なる状態間の相転移である。温度によって引き起こされる古典的な相転移と違い、量子相転移は磁場や圧力、化学組成といった制御変数を変化させることによってのみ実現される。量子相転移は多体系の量子ゆらぎが起源の基底状態の急激な変化であり、新奇な秩序相が現れる期待もあって大変注目されている。本研究課題では種々の磁場誘起の量子相転移現象を実験的に研究した。このために最低温50mK、最高磁場17Tの磁場温度範囲で測定可能な世界最高性能の磁化測定装置を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Destruction of the Kondo effect in the cubicheavy-fermion compound Ce_3Pd_20Si_6 (2012)
  • 著者名/発表者名: Lorenzer, M. Muller, A. Prokofiev, A. Sidorenko, H. Winkler, A. M. Strydom, Y. Shimura, T. Sakakibara, R. Yu, Q. Si and S. Paschen
  • 雑誌名: J. Custers, K-A. Nat. Mater 巻: 11 ページ: 189-194
  • DOI: DOI:10.1038/nmat3214
• [雑誌論文] Evidence of a Field-Induced Ordering inYbCo_2Zn_20 in a[ 111] Magnetic Field Y (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimura, T. Sakakibara, S. Yoshiuchi, F. Honda, R. Settai, and Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 073707(1-4)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.073707
• [雑誌論文] Low-Temperature Magnetization of the Metamagnetic Heavy Fermion CompoundYbIr_2Zn_20 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimura, T. Sakakibara, S. Yoshiuchi, F. Honda, R. Settai, and Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: SA051(1-3)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJS.80SA.SA051
• [雑誌論文] Low Temperature Magnetic Properties ofPr(Cu, Ga)_13 with Orbitally Degenerate Ground (2011)
  • 著者名/発表者名: State Y. Shimura, T. Sakakibara, K. Kuga, J. Y. Cho, and Julia Y. Chan
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: SA072(1-3)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJS.80SA.SA072
• [雑誌論文] Quantum Criticality Without Tuning in theMixed Valence Compoundβ-YbAlB_4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, S. Nakatsuji, K. Kuga, Y. Karaki, N. Horie, Y. Shimura, T. Sakakibara, A. H. Nevidomskyy, and P. Coleman
  • 雑誌名: Science 巻: 331 ページ: 316-319
  • DOI: DOI:10.1126/science.1197531
• [雑誌論文] Absence of Meissner State and Robust Ferromagnetism in the Superconducting State of UCoGe : Possible Evidence of Spontaneous Vortex State (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi, E. Osaki, S. Ban, N. Tamura, Y. Simura, T. Sakakibara, Isamu Satoh, and Noriaki K. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 083708(1-4)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.083708
• [雑誌論文] Low Temperature Magnetic Properties of Ce_3Pd_20Si_6 (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Mitamura, T. Tayama, T. Sakakibara, S. Tsuduku, G. Ano, I. Ishii, M. Akatsu, Y. Nemoto, T. Goto, A. Kikkawa, and H. Kitazawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 074712(1-6)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.074712
• [雑誌論文] Time-reversal symmetry breaking and spontaneous Hall effect without magnetic dipole order (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Machida, S. Nakatsuji, S. Onoda, T. Tayama and T. Sakakibara
  • 雑誌名: Nature 巻: 463 ページ: 210-213
  • DOI: DOI:10.1038/nature08680
• [雑誌論文] Unusual Low Temperature Magnetization of a CubicΓ_3 Non-Kramers Doublet Ground State Compound PrMg_3-Evidence of a Hybridization Effect (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Morie, T. Sakakibara, H. S. Suzuki, H. Tanida and S. Takagi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 033705(1-4)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.033705
• [雑誌論文] Scalar Order in PrFe_4P_12 Studied by Thermal Expansion and Magnetostriction (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tayama, Y. Isobe, T. Sakakibara, H. Sugawara and H. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. J. 巻: 78 ページ: 044708(1-9)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.044708
• [雑誌論文] Magnetization "Steps" on a Kagome Latticein Volborthite (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshida, Y. Okamoto, T. Tayama, T. Sakakibara, M. Tokunaga, A. Matsuo, Y. Narumi, K. Kindo, M. Yoshida, M. Takigawaand Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 043704(1-4)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.043704
• [雑誌論文] Magnetic-Field Induced Bose-Einstein Condensation of Magnons and Critical Behaviorin Interacting Spin Dimer System (2008)
  • 著者名/発表者名: F. Yamada, T. Ono, H. Tanaka, G. Misguich, M. Oshikawa and T. Sakakibara
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 77 ページ: 013701(1-4)
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.77.01370
• [雑誌論文] Successive phase transitions to antiferromagnetic and weak-ferromagnetic long-range orders in quasi-one-dimensional antiferromagnet Cu_3Mo_2O_9 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hamasaki, T. Ide, H. Kuroe, T. Sekine, M. Hase, I. Tsukada and T. Sakakibara
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: 77 ページ: 134419(1-7)
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.77.134419
• [雑誌論文] Superconductivity and quantum criticality inthe heavy-fermion systemβ-YbAlB_4 (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Nakatsuji, K. Kuga, Y. Machida, T. Tayama, T. Sakakibara, Y. Karaki, H. Ishimoto, S. Yonezawa, Y. Maeno, E. Pearson, G. G. Lonzarich, L. Balicas, H. Lee and Z. Fisk
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 4 ページ: 603-607
  • DOI: DOI:10.1038/nphys1002
• [学会発表] PrV_2Al_20の極低温磁化と磁気相図 (2012)
  • 著者名/発表者名: 志村恭通,大田健雄,榊原俊郎,酒井明人,中辻知
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] S=1/2カゴメ格子反強磁性体Volborthite単結晶の極低温磁化測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榊原俊郎,三田村裕幸,山浦淳一,岡本佳比古,広井善二,吉田紘行,磯部雅朗
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] キャパシタンス式ファラデー法の高感度化及びYbAl_3C_3微結晶の磁化測定(2) (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉山友理,橘高俊一郎,志村恭通,榊原俊郎,松田沙織,落合明
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] RbFe(MoO_4)_2の磁場中誘電分極測定II (2011)
  • 著者名/発表者名: 三田村裕幸,綿貫竜太,小野崎紀道,榊原俊郎,鈴木和也
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 中止(新潟大)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Zero-field quantum criticality in the valence fluctuating heavy fermion superconductorβ-YbAlB (2010)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Matsumoto, Satoru Nakatsuji, Kentaro Kuga, Yoshitomo Karaki, Naoki Horie, Yasuyuki Shimura, Toshiro Sakakibara, Andriy H. Nevidomskyy and Piers Coleman
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems(SCES 2010)
  • 発表場所: Santa Fe, USA
  • 年月日: 2010-07-01
• [学会発表] Low temperature magnetic properties of Pr(Cu, Ga)_12. 85 (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Shimura, Toshiro Sakakibara, Kentarou Kuga, Jung Young Choand Julia Y. Chan
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems(SCES 2010)
  • 発表場所: Santa Fe, USA
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] S=5/2擬二次元三角格子反強磁性体Rb_4Mn(MoO_4)_3における磁気相図とその定量的考察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井梨恵子,中辻知,田中宗,徳永将史,榊原俊郎
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 重い電子系β-YbAlB_4の零磁場量子臨界点と非フェルミ液体フェルミ液体クロスオーバー (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本洋介,久我健太郎,柄木良友,冨田崇弘,町田洋,榊原俊郎,志村恭通,中辻知
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 強磁性超伝導体UCoGeの低温磁化測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 出口和彦,尾崎英祐,坂聖光,田村暢之,佐藤憲昭,志村恭通,榊原俊郎,本間佳哉,塩川佳伸,佐藤伊佐務,石田憲二
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Magnetic Properties of Ce_3Pd_20Si_6 at Very Low Temperatures (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Mitamura, T. Sakuraba, T. Tayama, T. Sakakibara, S. Tsuduku, G. Ano, I. Ishii, M, Akatsu, Y. Nemoto, T. Goto, H. Kitazawa
  • 学会等名: The International Conference on Magnetism ICM2009
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Low-Temperature Magnetization of PrMg_3 with aΓ_3 non-Kramers Doublet Ground State (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakibara, T. Morie, H. S. Suzuki, H. Tanida, S. Takagi, T. Onimaru
  • 学会等名: The International Conference on Magnetism ICM2009
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Ce_3Pd_20Si_6の極低温磁化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三田村裕幸,桜庭孝明,田山孝,榊原俊郎,都竹星志,阿野元貴,石井勲,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝,北澤英明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21