• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実績報告書

カゴ状ナノ空間に発現するラットリングと電子ー格子相互作用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21340097
研究機関新潟大学

研究代表者

根本 祐一  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10303174)

研究分担者 赤津 光洋  新潟大学, 自然科学研究科, 研究員 (10431876)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワード弾性定数 / 超音波 / ラットリング / 電子格子相互作用
研究概要

カゴ状物質では電子格子相互作用により,ゲストイオンの熱活性ラットリングや量子トンネリングが出現し,重い電子や新奇秩序などの発現が期待される。ラットリングは超音波分散によって観測でき,解析によりラットリングの活性エネルギーEと特性緩和時間τを決定できる。また,低温での量子トンネリングは,弾性定数の低温ソフト化として観測される。3-20-6系カゴ状化合物Pr3Pd20Ge6では10-20Kと20-30Kの2つの温度領域にラットリングに起因する超音波分散を観測し,ラットリングが生じている4aサイトの結晶場パラメータが,電子格子相互作用の影響を受け,変調を受けていることを新たに明らかにした。また,250mKでΓ3基底の8cサイトにおいて反強四極子秩序を観測し,低温の60mKでΓ5基底の4aサイトの強四極子秩序を観測した。さらに,同型のNd3Pd20Ge6においても複数の温度領域で超音波分散を観測した。一方,ラットリングが発現しない充填スクッテルダイトPrFe4P12の未解明秩序相Aと磁場方向[111]で出現する磁場誘起秩序相Bを解明するため超音波実験を行った結果,ゼロ磁場での明瞭な弾性定数C44および(C11-C12)/2のソフト化を観測し,体積弾性率CBのソフト化を初めて特定した。これは,A相では全対称Γ1型の電気16極子秩序が起きていることを強く示唆する。また,PrRu4P12では,低温で4f電子の結晶場状態のみでは説明できない弾性定数のソフト化と停止の振舞いを観測した。これは,Pr核のもつ原子核磁性と4f電子磁性が超微細結合し,新たな多重項を形成していることを示唆する。特に,磁気相互作用に加え,電気四極子の超微細相互作用が重要な役割を果たしていると考えられ,ラットリングの研究に加えて非クラマース系での新しい物性物理の発見がもたらされた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Coexistence of Ising and XY Spin Systems on a Single Tb Atom in TbCoGa52013

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sanada
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 82 ページ: 044713 1-8

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.044713

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissipation In Non-Kramaers Doublet of PrMg32012

    • 著者名/発表者名
      Koji Araki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 80 ページ: 023710 1-4

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.023710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadrupole Ordering and Rattling Motion of Clathrate Compound Pr3Pd20Ge62012

    • 著者名/発表者名
      Genki Ano
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 81 ページ: 034710 1-11

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.034710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Nitrogen Doping on Vacancy State in Silicon Crystals Observed by Low-Temperature Ultrasonic Measurements2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yamada-Kaneta
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 725 ページ: 217-220

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.725.217

    • 査読あり
  • [学会発表] 超音波による鉄ヒ素超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2の電気四極子効果2012

    • 著者名/発表者名
      栗原綾佑
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120918-20120922
  • [学会発表] 超音波によるカゴ状化合物YbCo2Zn20の多極子の研究2012

    • 著者名/発表者名
      大井友貴
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120918-20120922
  • [学会発表] 超音波によるPrFe4P12の結晶場と多極子秩序の解明2012

    • 著者名/発表者名
      根本祐一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 超音波による正方晶化合物YbCu2Si2の価数揺動状態の研究2012

    • 著者名/発表者名
      西方丈智
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [産業財産権] シリコンウェーハ表層中の原子空孔評価方法及び装置2013

    • 発明者名
      後藤輝孝,根本祐一,金田寛,赤津光洋,三本啓輔
    • 権利者名
      後藤輝孝,根本祐一,金田寛,赤津光洋,三本啓輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-017810号
    • 出願年月日
      2013-01-31
  • [産業財産権] シリコンウェーハ中の原子空孔濃度の絶対値の決定方法2013

    • 発明者名
      後藤輝孝,根本祐一,金田寛,赤津光洋,三本啓輔,鹿島一日兒
    • 権利者名
      後藤輝孝,根本祐一,金田寛,赤津光洋,三本啓輔,鹿島一日兒
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-017811号
    • 出願年月日
      2013-01-31

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi