フラストレーションを有するf電子系における非従来型異常ホール効果の系統的検証

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K03861
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 松岡 英一 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (20400228)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 非従来型異常ホール効果 / f電子系化合物

研究成果の概要

これまであまり研究例のないf電子系（希土類やアクチナイドを含む化合物系）における非従来型の異常ホール効果（AHE）についての知見を得るため、幾何学的フラストレーションを有する化合物系であるR6Pd13X4（R = 希土類, X = Zn, Cd）と、R6Mg23Z（Z = 第14, 15族元素）を対象とした系統的な物性測定を行った結果、これらにおいてはAHEが観測されなかった。さらに、幾何学的フラストレーションを有する新しいf電子系化合物の物質探索を行った結果、CeMgZn2やCeMgInなどを見出し、これらがフラストレーションの影響を強く受けた磁性と伝導を示すことが明らかとなった。

自由記述の分野

磁性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で扱った化合物系においてAHEが観測されなかったことは、幾何学的フラストレーションはAHEが出現するための必要条件ではあり得ても十分条件とは言えず、その出現には反強磁性構造の対称性など、別の条件が必要であることが分かった。このことは、AHEを示す化合物の物質探索に何らかの指針を与えるはずである。さらに、本研究で見出した複数の新化合物は、f電子系におけるフラストレーションと、それに伴う物性発現という、これまで研究例が十分ではなかった観点を調べるための新しい舞台を提供したと言える。