重い電子系における価数揺動と量子臨界現象及び超伝導との関係に関する研究

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22540343
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 山岡 人志 独立行政法人理化学研究所, 石川X線干渉光学研究室, 専任研究員 (30239850)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 強相関系 / 物性実験 / 放射線・X線・粒子線 / 量子ビーム / 量子臨界 / 超伝導 / 高圧 / 共鳴X線発光分光

研究概要

本年度は最終年度であり、これまで研究開発してきた高圧低温実験装置を使って、いくつかの量子臨界点をもつ価数揺動化合物に対する放射光実験を行った。
低温高圧実験は10数 GPaまでは問題なくできるようになった。低温でBe gasketの脆弱性が強くなるため、約15 K, 18 GPaまでが現在の到達点となっている。現在、さらに低温下での高圧実験ができるように改良を行っている。
CePd2Si2において19 K, 12 GPaまでの実験が行われた。Ce価数は、近藤効果が支配的な領域から価数揺動領域へ移行することが確認された。不純物アンダーソンモデルによる理論計算と比較され、理論と実験結果が良い一致を示した。一般に、Ce系、Yb系の量子臨界点においては、価数揺動が起きている系が多いことが確認された。
また、Yb系に対してSPring-8においてX線発光分光、HiSOR（広島大学放射光実験施設）において高分解能の光電子分光測定を行い、両方の結果から電子状態、特に、温度変化とFermi端付近の電子状態を明らかにすることができた。このように、光電子分光とX線発光分光の両方の手法により相補的に電子状態を調べているグループは世界でもほとんど例がない。Yb2Pd2Snに対しては、光電子分光と発光分光測定と行ない電子構造を明らかにした。また、低温高圧下での発光分光測定から、高圧下で起きる異常な振る舞いに関してあったふたつのシナリオのうち、ひとつを否定することができた。

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

• [雑誌論文] The electronic structure and the valence state of Yb2Pd2Sn and YbPd2Sn studied by photoelectron and resonant x-ray emission spectroscopies (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaoka, P. Thunstrom, I. Jarrige, K. Shimada, N. Tsujii, M. Arita, H. Iwasawa, H. Hayashi, J. Jiang, H. Namatame, M. Taniguchi, N. Hiraoka, H. Ishii and K.-D. Tsue
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 ページ: 085137
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.085137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ruby pressure scale in a low-temperature diamond anvil cell (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaoka, Y. Zekko, I. Jarrige, J.-F. Lin, N. Hiraoka, H. Ishii, K.-D. Tsuei, and J. Mizuki,
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 112 ページ: 124503
  • DOI: 10.1063/1.4769305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic transitions in CePd2Si2 studied by resonant x-ray emission spectroscopy at high pressures and low temperatures (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaoka,Y. Zekko, A. Kotani, I. Jarrige, N.Tsujii, J.-F. Lin, J. Mizuki, H.Abe, H. Kitazawa, N. Hiraoka, H. Ishii, and K.-D. Tsuei,
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 ページ: 235131
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.235131
  • 査読あり
• [学会発表] Ce(Ru1-xFex)2Al10のX線非弾性散乱測定：Ce価数の組成・圧力依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 舌古裕美子, 山岡人志 、山本義哉 , Fabio Strigari, 西岡 孝, Jung-Fu Lin, 平岡 望, 石井啓文, Ku-Ding Tsuei, 水木純一郎
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] CePd2Si2及びCeRh2Si2の共鳴X 線発光分光測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山岡人志, 舌古裕美子, 小谷章雄 , IgnaceJarrige , 辻井直人, Jung-Fu Lin , 水木純一郎, 阿部英樹、北澤英明、平岡 望, 石井啓文, Ku-DingTsuei
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 圧低温下共鳴X線非弾性散乱実験～高圧低温下でのルビー圧力スケール (2013)
  • 著者名/発表者名: 舌古裕美子、山岡人志、Ignace Jarrige、J. F. Lin、平岡望、石井啓文、K.-D. Tsuei、水木純一郎
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] Yb2Pd2Sn及びYbPd2Snの高分解能光電子・発光分光測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山岡人志, ,Patrik Thunstrom, 辻井直人, Ignace Jarrige, 島田賢也,有田将司, 岩澤英明, 林 博和, 姜 健, 生天目博文, 谷口雅樹, 平岡 望, 石井啓文, Ku-Ding Tsuei, M. Giovannini, E. Bauer
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921