強磁性超伝導体URhGe及びUCoGeのフェルミ面の特性研究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22740241
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 松田 達磨 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究員 (30370472)
• キーワード: 強相関電子系 / 強磁性超伝導体 / フェルミ面 / 低温物性 / 単結晶

研究概要

本研究の目的は、強磁性超伝導体URhGe及びUCoGeにおけるフェルミ面の特性をドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果測定により調べ、磁性と超伝導発現に深くかかわる5f電子状態を明らかにすることである。平成22年度までの研究で、UCoGeについては既にシュブニコフ・ドハース信号の観測に成功しており、平成23年度では、磁場変調法による高感度測定を行う予定であった。しかし、東日本大震災の影響により、極低温測定実験が十分できなかったため、一部実験計画を変更し、高純度試料育成に力点を置いて実験を行った。その結果、対象物質の研究として先行しているフランスの研究グループ等で得られている試料と同程度以上の試料育成条件を確立しつつあり、また関連する物質についても試料育成がすすんだ。そのため、平成24年度に実施予定である磁場変調法によるドハース・ファンアルフェン効果測定について、準備が整いつつある状態である。
また一方、平成23年度にフランス国立科学研究所(CNRS)で行われた高磁場中輸送特性の予備的実験結果から、UCoGeにおいては温度2Kで数十テスラを超える磁場中において、磁気的異常が観測されることをはじめて明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成22年度末に起きた東日本大震災の影響により、平成23年度は低温測定実験が十分できないことが予想されたため、当初の実験計画を一部変更し、ドハース・ファンアルフェン効果測定に必要な高純度試料育成に力を入れた。平成24年度に行う予定である測定実験について試料準備を順調にすすめている。

今後の研究の推進方策

既に得られている高純度単結晶試料について、試料内の純度の均一性等を調べるために、低温比熱測定を行う。その上で、磁場変調法によるドハース・ファンアルフェン効果測定を行う。装置は、17テスラ超伝導マグネット及び希釈冷凍機を用いた30mKの極低温で実験を行う。

研究成果

• [雑誌論文] 純良単結晶育成とdHvA効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田達磨
  • 雑誌名: 物性研究 巻: 97 ページ: 702
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110008898027
• [雑誌論文] Strong correlation between anomalous quasiparticle scattering and unconventional superconductivity in the hidden-order phase of URu_2Si_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Tateiwa
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 85 ページ: 054516_1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.054516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of ferromagnetic superconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki, F. Hardy, A. Miyake, V. Taufour, T. D. Matsuda, J. Flouquet
  • 雑誌名: C. R. Physique 巻: 12 ページ: 573
  • DOI: DOI:10.1016/j.crhy.2011.04.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristic Heavy Fermion Properties in YbCu_2Si_2 and YbT_2Zn_<20> (T : Co, Rh, Ir) (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Onuki, S. Yasui, M. Matsushita, S. Yoshiuchi, M. Ohya, Y. Hirose, N. D. Dung, F. Honda, T. Takeuchi, R. Settai, K. Sugiyama, E. Yamamoto, T. D. Matsuda, Y. Haga, T. Tanaka, Y. Kubo, H. Harima
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 Supplement A ページ: SA003
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJS.80SA.SA003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed Characterization of U-Co Binary Compounds (2011)
  • 著者名/発表者名: T. D. Matsuda, T. Sugai, Y. Haga, E. Yamamoto, Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 Supplement A ページ: SA101
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJS.80SA.SA101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of YbCu_2Ge_2 studied by soft x-ray angle-resolved photoemission spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yasui, S.-i. Fujimori, I. Kawasaki, T. Okane, Y.Takeda, Y. Saitoh, H. Yamagami, A. Sekiyama, R. Settai, T.D. Matsuda, Y. Haga, Y. Onuki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 195121
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.84.195121
  • 査読あり
• [雑誌論文] ^<237>Np nuclear relaxation rate in heavy fermion superconductor NpPd_5Al_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Chudo, Y. Tokunaga, S. Kambe, H. Sakai, Y. Haga, T.D. Matsuda, Y. Onuki, H. Yasuoka, D. Aoki, Y. Homma, R.E. Walstedt, R. E.
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 094402
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.84.094402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric evidence for high-field anomalies in the hidden order phase of URu_2Si_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Malone, T. D. Matusda, A. Antunes, G. Knebel,V. Taufour, D. Aoki, K. Behnia, C. Proust, J. Flouquet
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 245117
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.83.245117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure Evolution of the Magnetic Field induced Ferromagnetic Fluctuation through the Pseudo-Metamagnetism of CeRu_2Si_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki, C. Paulsen, T. D. Matsuda, L. Malone, G. Knebel, P. Haen, P. Lejay, R. Settai, Y. Onuki, J. Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 ページ: 053702
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.053702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic Quantum Critical Endpoint in UCoAl (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki, T. Combier, V. Taufour, T.D. Matsuda, G. Knebel, H. Kotegawa, and J. Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 ページ: 094711
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.094711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Details of Sample Dependence and Transport Properties of URu_2Si_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuma D.Matsuda
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 80 ページ: 114710_1-10
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.114710
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong Longitudinal Magnetic Fluctuations Near Critical End Point in UCoAl : A ^<59>CO-NMR Study (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Nohara
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 80 ページ: 093707_1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.093707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure and Physical Properties of Trigonal NpGa_3 and Np_3Ga_<11> (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Haga
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn.Suppl.A 巻: 80 ページ: SA109_1-3
  • DOI: 10.1143/JPSJS.80SA.SA109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-magnetic to Magnetic Transition under High Pressure in Narrow-Gap Semiconductor beta-US_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Tateiwa
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn.Suppl.A 巻: 80 ページ: SA103_1-3
  • DOI: 10.1143/JPSJS.80SA.SA103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity Reinforced by Magnetic Field and the Magnetic Instability in Uranium Ferromagnets (2011)
  • 著者名/発表者名: Dai Aoki
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn.Suppl.A 巻: 80 ページ: SA008_1-6
  • DOI: 10.1143/JPSJS.80SA.SA008
  • 査読あり
• [学会発表] Single Crystal Growth and Magnetic Properties of SmCu_2Si_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuma D.Matsuda
  • 学会等名: International workshop on heavy fermion TOKIMEKI 2011
  • 発表場所: 大阪大学シグマホール
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] URu_2Si_2の輸送特性と試料依存性III (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田達磨
  • 学会等名: 日本物理学会秋期大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23