極低温まで磁気秩序化を示さない初めての希土類フラストレート化合物の研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20540344
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 小坂 昌史 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20302507)
• 連携研究者: 大山 研司 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569) ; 水戸 毅 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 准教授 (70335420) ; 松村 武 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (00312546) ; 鈴木 博之 独立行政法人物質・材料研究機構, 主任研究員 (60354370) ; 目時 直人 特殊法人日本原子力研究所, 先端基礎研究センター, 主任研究員 (40343909) ; 吉澤 正人 岩手大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30220619) ; 中西 良樹 岩手大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70322964)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 強相関系

研究概要

希土類金属間化合物YbAl_3C_3が低温において、スピン一重項基底状態を示すことを発見した。中性子非弾性散乱実験によって観測された、10K以下で急激に発達する低エネルギー磁気励起の詳細な構造を調べることにより、その事実を実験的に明らかにした。4f電子系としては初の事例となる、スピンダイマー化に伴うスピン一重項基底状態は、Yb原子が形成する2次元三角格子による幾何学的フラストレーションの存在や、伝動電子濃度の低さがその発現の背景にある。放射光X線回折、核磁気・核四重極共鳴、比熱、磁化、電気抵抗、超音波実験を行いYbAl_3C_3の物性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] ^<27>Al NMR/NQR Studies of YbAl_3C_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Mito, S.Tomisawa, S.Wada, H.Harima, K.Hashi, T.Shimizu, A.Goto, S.Ohki, Y.Kato, M.Kosaka
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78 ページ: 014709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Singlet Ground State in the Two-Dimensional Frustrated Triangular Lattice : YbAl_3C_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Kato, M.Kosaka, H.Nowatari, Y.Saiga, A.Yamada, T.Kobiyama, S.Katano, K.Ohoyama, H.S.Suzuki, N.Aso, K.Iwasa
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 77 ページ: 053701
  • URL: http://sucra.saitama-u.ac.jp/modules/xoonips/detail.php?id=A1002708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Phase Transition in the Spin Gap System YbAl_3C_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Matsumura, T.Inami, M.Kosaka, Y.Kato, T.Inukai, A.Ochiai, H.Nakao, Y.Murakami, S.Katano, H.S.Suzuki
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 77 ページ: 103601
  • 査読あり
• [学会発表] YbAl_3C_3のパルス磁場中超音波測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 七宮史崇,吉澤正人,三田村裕幸,中西良樹,小坂昌史,榊原俊郎,金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Inelastic neutron scattering study of spin gap formation in YbAl_3C_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: D.T.Adroja, K.A.McEwen, M.Kosaka, 他
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Santa Fe, NM, USA
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Yb_3F_4S_2の単結晶育成と物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小坂昌史,小檜山卓也,近藤健司,岩田広太郎,片野進,香取浩子,白川直樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] RNiP(R=Ce,Nd)の磁性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 近藤健司,小坂昌史,片野進,香取浩子
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] YbAl_3C_3の相転移点近傍における磁場中弾性特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中西良樹,七宮史崇,上山徹,出戸和久,柏崎礼子,吉澤正人,小檜山卓也,小坂昌史,片野進
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] YbAl_3C_3の低温相結晶構造とスピンギャップ形成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松村武,稲見俊哉,加藤慶顕,小坂昌史,狗飼敬希,落合明,中尾裕則,村上洋一,片野進,鈴木博之
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.phy.saitama-u.ac.jp/hp/