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2010 年度 実績報告書

希土類化合物における多極子秩序およびダイマー基底状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21540364
研究機関広島大学

研究代表者

世良 正文  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (40196978)

研究分担者 谷田 博司  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (00452615)
キーワード近藤半導体 / 磁気秩序 / 一重項基底状態 / スピンギャップ / c-f混成 / フェルミ面
研究概要

ごく最近発見された30Kという高温で磁気秩序を示す近藤半導体CeT_2Al_<10>(T=Ru,Os,Fe)について超強磁場を含めたマクロな熱・輸送特性,中性子散乱やNMRによるミクロな測定手段を用いて広範な研究を行った。この系におけるCeは局在と遍歴の狭間にあり,Tを変えること,あるいは圧力を加えることにより,容易に局在と遍歴の間を行き来できる。そういう意味でこの系は磁性の起源を探る上でも最適な系である。また近藤半導体としてははじめても磁気秩序を示す系であり,しかもその転移温度は異常に高い。当初この転移が磁気的なものではないというNQRの報告があったが,基底状態はスピン一重項であると予想して研究に取りかかった。La添加により転移温度が減少すること,a軸方向に磁場をかけたとき50Tに臨界磁場が存在することから,秩序の起源が磁気的なものであることを示した。非弾性中性子散乱の結果はこれを支持したが,しばらくして磁気秩序であることがμSR,中世史解説実験からわかった。しかし,この系の異常な磁気的性質を説明するには,スピンー重項基底状態が不可欠であると提案している。また,輸送特性が大きな異方性を示すことから,この系はac-2次元面がc軸方向に積層する2次元物質であることを見出した。電気抵抗は高温では近藤半導体的なふるまいを示すが,転移温度以下で大きく上昇した後低温では金属的なふるまいを示すことが報告されていたが,超強磁場での磁気抵抗測定からSdH振動を観測し,基底状態はフェルミ面を持った金属であることを示した。また,H//c,H*~4Tでスピンフロップ転移のような異常を発見したが,NMR測定から,磁化率が最小のb軸方向に反強磁性モーメントが向くという非常に奇妙なスピンフロップ転移であることを示した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Magnetization and Magnetoresistance of CeRu_2Al_<10> under High Magnetic Field along c-Axis2011

    • 著者名/発表者名
      近藤晃弘, 世良正文, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 80 ページ: "013701-1"-"013701-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ^<27>Al NMR Study on CeRu_2Al<10> Single Crystal : I. Determination of the NQR Parameters for Five Non-Equivalent Al sites in the Paramagnetic Region2011

    • 著者名/発表者名
      谷田博司, 世良正文, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 80 ページ: "013708-1"-"013708-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-range order and low-energy magnetic excitation in CeRu_2Al_<10> studied via neutron scattering2010

    • 著者名/発表者名
      J.Robert, J-M.Mignot, 世良正文, 他
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 80 ページ: "100404(R)-1"-"100404(R)-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence of FIne Structure inside Spin Gap in CeRu_2Al_<10>2010

    • 著者名/発表者名
      谷田博司, 世良正文, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79 ページ: "083701-1"-"083701-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Field Magnetization of CeRu_2Al_<10>2010

    • 著者名/発表者名
      近藤晃弘, 世良正文
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79 ページ: "073709-1"-"073709-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Existence of Phase IV inside Phase II under Pressure in Ce_<0.8>La_<0.2>B_62010

    • 著者名/発表者名
      国森啓介, 世良正文, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79 ページ: "100404(R)-1"-"100404(R)-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Transport Properties of CeRu_2Al_<10>2010

    • 著者名/発表者名
      谷田博司, 世良正文, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79 ページ: "063709-1"-"063709-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible Long-Range Order with Singlet Ground State in CeRu_2Al<10>2010

    • 著者名/発表者名
      谷田博司, 世良正文, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79 ページ: "043708-1"-"043708-4"

    • 査読あり
  • [学会発表] LnT_2Al_<10>の電子密度分布2011

    • 著者名/発表者名
      世良正文, 田中大貴, 谷田博司, 小川真由子, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 西岡孝, 松村政博, 金延恩, 辻成希, 高田昌
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] LnT_2Al_<10>における軌道-格子相互作用について2011

    • 著者名/発表者名
      世良正文, 田中大貴, 谷田博司, 小川真由子, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 西岡孝, 松村政博, 金延恩, 辻成希, 高田昌
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21

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公開日: 2013-06-26  

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