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2022 年度 実績報告書

無機化合物における量子臨界点近傍の物性および新奇遍歴電子状態の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20J20353
研究機関京都大学

研究代表者

森山 広大  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード量子臨界現象 / 磁気抵抗効果
研究実績の概要

本研究では、比熱や電気抵抗などの物性測定やX線回折測定などからA3Co4Sn13の構造相転移と超伝導との関連を明らかにし、量子臨界点近傍での特異な挙動を見出すこと、およびそれらと線形磁気抵抗効果との関連やそれに付随する特異な現象の解明を目指していた。本年度は磁気抵抗測定に使用する磁場発生装置が故障のため使用できなかったが、DFT計算によりLa3Co4Sn13のディラック的な分散関係を有するバンドが主としてCoの3d軌道に由来していることが明らかとなった。A3Co4Sn13と同じ結晶構造を有するLa3Rh4Sn13が従来型の磁気抵抗を示すことも鑑みると、A3Co4Sn13の線形磁気抵抗がCo3d軌道に由来するディラックバンドに起因したトポロジカル物性であることが示唆される。
関連物質として単結晶合成を行っていたSrCo2(Ge1-xPx)2については、組成変化に伴う結晶構造の変化と磁気相の変化が密接に関わっており、隣接CoX(X=Ge, P)層間のX-X化学結合のランダムネスに起因して2つの強磁性量子臨界点が出現していることが見出された。また31P-NMR測定の結果から、幅広いP置換率の領域で強磁性揺らぎが支配的となっており、揺らぎのエネルギーの組成依存性が小さいことが明らかとなった。
さらに、量子臨界近傍のCo化合物であるRCo9Si4(R=Y, La)について59Co-NMR測定とそのデータ解析を行い、両物質の基底状態の差異(R=Y:強磁性, R=La:強磁性近傍金属)が磁気揺らぎのエネルギースケールの差に起因していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Ferromagnetic quantum critical phenomena in single-crystalline SrCo2(Ge1-xPx)22023

    • 著者名/発表者名
      K. Moriyama、C. Michioka、H. Ueda、K. Yoshimura
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 ページ: 134427-134427

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.134427

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peak in the critical current density in (CaxSr1-x)3Rh4Sn13 tuned towards the structural quantum critical point2022

    • 著者名/発表者名
      Xinyou Liu、Wei Zhang、Kwing To Lai、K. Moriyama、J. L. Tallon、K. Yoshimura、Swee K. Goh
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 ページ: 214524-214524

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.214524

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ferromagnetic Spin Fluctuation in the Itinerant-Electron Magnetic Compounds RCo9Si4 (R = Y, La)2022

    • 著者名/発表者名
      MORIYAMA Kodai、MURAKAWA Joichi、KANAGAWA Hibiki、MICHIOKA Chishiro、UEDA Hiroaki、MICHOR Herwig、YOSHIMURA Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy

      巻: 69 ページ: 467~474

    • DOI

      10.2497/jjspm.69.467

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 遍歴電子磁性体SrCo2(Ge1-xPx)2における強磁性量子臨界近傍の物性2022

    • 著者名/発表者名
      森山広大, 道岡千城, 植田浩明, 吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] NMR測定によるSrCo2(Ge1-xPx)2の遍歴電子磁性の研究2022

    • 著者名/発表者名
      森山広大, 道岡千城, 植田浩明, 吉村一良
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会2022年度春季大会

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公開日: 2023-12-25  

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