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2023 年度 実績報告書

低対称磁性サイトを持つ金属間化合物における奇パリティ多極子と電気磁気効果の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03447
研究機関島根大学

研究代表者

本山 岳  島根大学, 学術研究院理工学系, 准教授 (20360050)

研究分担者 山口 明  兵庫県立大学, 理学研究科, 准教授 (10302639)
阿曽 尚文  琉球大学, 理学部, 教授 (40313118)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード電気磁気効果 / 強トロイダル秩序 / 非共型結晶 / 反スピン軌道相互作用
研究実績の概要

我々が発見したCe3TiBi5はノンシンモルフィックな対称性をもつ重い電子系反強磁性化合物であり,そのCeサイトに特徴がある。このためf電子を基にする奇パリティ多極子秩序が実現する環境が整っている。我々はこのCe3TiBi5の反強磁性相において奇パリティ多極子秩序に由来すると考えられる「電流に誘起され磁場には依存しない磁化」を観測した。しかしながら,同構造を持ち姉妹化合物であるCe3TiSb5では明確な電気磁気効果の観測に至らなかった。二つの化合物の常磁性相における磁化率は互いに類似した磁気異方性および温度依存性を示す。これは結晶場によるf電子の軌道が類似するためであると考えられる。その一方で磁気秩序状態における磁化率の温度依存性は大きな相違が見られ,磁気モーメント間の相互作用に顕著な差異が示唆される。Ce3TiSb5の反強磁性相における磁化率は,多くのCe化合物と同様に,磁化容易軸において転移温度以下で磁化率の減少が観測される。一方でCe3TiBi5の反強磁性状態では,磁化困難軸の磁化率に温度の降下に伴う減少が観測され,Ce3TiBi5の反強磁性状態では磁気モーメントの向きが異なると推測できる。
実現する磁気構造や電気磁気効果に果たす反スピン軌道相互作用やジャロシンスキー・守谷相互作用の役割について推測するため,この姉妹化合物であるCe3TiBi5およびCe3TiSb5の磁気的性質の比較を圧力下において行った。私たちは常圧でCe3TiBi5とは異なる温度依存性を示す反強磁性相のCe3TiSb5の磁化率が,圧力下でCe3TiBi5と類似性を持つことを発見した。この圧力による明確な類似性の発達の原因は,原子番号が小さく反スピン軌道相互作用の効果が小さいCe3TiSb5の秩序状態において圧力によって反スピン軌道相互作用が発達した結果であると提案している。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Transport, Thermal, and Magnetic Properties of Heavy Fermion Compound Ce3TiBi52023

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Gaku、Shinozaki Masahiro、Nishigori Shijo、Yamaguchi Akira、Aso Naofumi、Mutou Tetsuya、Manago Masahiro、Fujiwara Kenji、Sumiyama Akihiko、Uwatoko Yoshiya
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 38 ページ: 011083-1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.38.011084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth of Ce3ZrSb5 and Characterization of the Physical Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Keita、Shinozaki Masahiro、Motoyama Gaku、Nishigori Shijo、Fujiwara Kenji、Manago Masahiro、Miyoshi Kiyotaka
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 38 ページ: 011083-1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.38.011083

    • 査読あり
  • [学会発表] Pressure dependence of the BCS rerlation on tin: improvement of method for point-contact spectroscopy under pressure2024

    • 著者名/発表者名
      G. Motoyama, T. Mutou, M. Kuninaka, M. Adachi, A. Yamaguchi, A. Sumiyama
    • 学会等名
      IV INTERNATIONAL WORKSHOP ON POINT-CONTACT SPECTROSCOPY
    • 国際学会
  • [学会発表] 核磁気共鳴法による反強磁性α-Mnの磁気構造の温度変化の研究2024

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏, 入江航, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 秋葉和人, 荒木新吾, 小林達生, 播磨尚朝
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
  • [学会発表] Magnetic susceptibility and electrical resistance of ternary uranium intermetallic U3TiGe52023

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Gaku Motoyama, Yu Yamane, Akihiko Sumiyama, Yoshinori Haga, and Kenji Shirasaki
    • 学会等名
      The 10th International Workshop on the Dual Nature of f-Electrons
    • 国際学会
  • [学会発表] 奇パリティ多極子候補物質Ce3TiSb5における磁化率の圧力変化2023

    • 著者名/発表者名
      本山岳, 篠﨑真碩, 西郡至誠, 山口明, 阿曽尚文, 武藤哲也, 真砂全宏, 三好清貴, 山根悠, 藤原賢二, 住山昭彦, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会
  • [学会発表] α-Mnの圧力下核磁気共鳴測定2023

    • 著者名/発表者名
      入江航, 真砂全宏, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 秋葉和人, 荒木新吾, 小林達生, 播磨尚朝
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会
  • [学会発表] Ceジグザグ鎖構造を持つCe3ZrSb5の圧力下電気抵抗測定2023

    • 著者名/発表者名
      中川敬太, 本山岳, 西郡至誠, 真砂全宏, 三好清貴, 藤原賢二
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会
  • [学会発表] La3TiSb5の核四重極共鳴測定2023

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏, 本山岳, 三好清貴, 西郡至誠, 藤原賢二, 播磨尚朝
    • 学会等名
      日本物理学会2023年秋季大会

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公開日: 2024-12-25  

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