強磁性超伝導体ＵＲｈＧｅ及びＵＣｏＧｅのフェルミ面の特性研究

2012 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, 副主任研究員 (30370472)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• 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 / 強磁場

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23年度までの研究で、UCoGeについてシュブニコフ・ドハース(SdH)信号の観測に成功し、また関連する物質についても高純度単結晶試料の育成がすすんだ。これら高純度単結晶試料を用い、フランス国立科学研究所(CNRS)で行ったパルス磁場中輸送特性の予備的実験結果から、UCoGeの磁化困難軸(b軸)方向において、数十テスラを超える高磁場の磁気的異常を発見した。この結果を受け、平成24年度においては、予備実験を行った温度２Kより、さらに低温での磁気抵抗及び磁化測定実験を行い、それらの量子振動の観測、磁気異常に関する磁場温度相図の確立を目指した。この実験により、SdHに関する新しいフェルミ面の極値に対応するシグナルを観測することはできなかったものの、磁場約50T付近で観測される異常が、常磁性相からの磁場誘起の磁気モーメントの整列に対応する異常であることを確認した。この異常は、温度の上昇とともに低磁場側へシフトし、30 K 以上では徐々に消滅するが、低磁場における帯磁率の極大値を示す温度へ接続していくことが明らかになった。また、URhGeに関しても同様の磁化困難軸に対する磁気抵抗測定実験を行い、磁気温度相図を決定し比較を行った。URhGeの場合は、強磁性相からの磁気モーメントの再配列に対応した異常であり、UCoGeの場合とは異なるが、磁気抵抗そのものの振る舞い、あるいは相図に関する類似性を明らかにした。また、本研究の目的に関連するウラン及び希土類化合物のフェルミ面、磁気異常に関する研究についても成果をあげた。

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] Observation of bulk band dispersions of YbRh2Si2 using soft x-ray angle-resolved photoemission spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Yasui, Y. Saitoh, S.-i. Fujimori, I. Kawasaki, T. Okane, Y. Takeda, G. Lapertot, G. Knebel, T. D. Matsuda, Y. Haga, and H. Yamagami
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 075131_1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.075131
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Quality Single Crystal Growth and Unique Electronic States under Magnetic Field and Pressure in Rare Earth and Actinide Compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Onuki, R. Settai, T. Takeuchi, K. Sugiyama, F. Honda, Y. Haga, E. Yamamoto, T. D. Matsuda, N. Tateiwa, D. Aoki, I. Sheikin, H. Harima, and H. Yamagami
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81SB ページ: SB001
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJS.81SB.SB001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field-Induced Phenomena in Ferromagnetic Superconductors UCoGe and URhGe (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki, M. Taupin, C. Paulsen, F. Hardy, V. Taufour, H. Kotegawa, E. Hassinger, L. Malone, T. D. Matsuda, A. Miyake, I. Sheikin, W. Knafo, G. Knebel, L. Howald, J. Brison, and J. Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81SB ページ: SB002
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJS.81SB.SB002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic measurements at pressures above 10 GPa in a miniature ceramic anvil cell for a superconducting quantum interference device magnetometer (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Tateiwa, Y. Haga, T. D Matsuda, and Z. Fisk
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 83 ページ: 053906
  • DOI: DOI:10.1063/1.4722945
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reply to ``Comment on `Details of Sample Dependence and Transport Properties of URu2Si2''' (2012)
  • 著者名/発表者名: T. D. Matsuda, D. Aoki, G. Knebel, Y. Haga, and J. Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 ページ: 056002_1-2
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.056002
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Field Fermi Surface Properties in the Low-Carrier Heavy-Fermion Compound URu2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki, G. Knebel, I. Sheikin, E. Hassinger, L. Malone, T. D. Matsuda, and J. Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 ページ: 074715_1-6
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.074715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Excitation in Totally Symmetric Staggered Ordered Phase of PrFe4P12 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Iwasa, L. Hao, M. Kohgi, K. Kuwahara, J.-M. Mignot, H. Sugawara, Y. Aoki, T. D. Matsuda, and H. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 ページ: 094711_1-9
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.094711
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-field moment polarization in the ferromagnetic superconductor UCoGe (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Knafo, T. D. Matsuda, D. Aoki, F. Hardy, G. W. Scheerer, G. Ballon, M. Nardone, A. Zitouni, C. Meingast, and J. Flouquet
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 184416_1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevB
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Crystal Growth and Magnetic Properties of SmCu2Ge2 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. D. Matsuda, N. Tateiwa, E. Yamamoto, Y. Haga, and Z. Fisk
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81SB ページ: SB037_1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJS.81SB.SB037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron Scattering Study on High-Quality Single Crystals of Non-Centrosymmetric Heavy-Fermion Superconductor CePt3Si (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kaneko, O. Stockert, M. Skoulatos, A. Schneidewind, T. Takeuchi, T. D. Matsuda, Y. Haga, R. Settai, Y. Onuki, and N. Metoki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81SB ページ: SB006_1-7
  • DOI: 10.1143/JPSJS.81SB.SB006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Crystal Growth and Magnetic Anisotropy of Hexagonal PuGa3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Haga, Y. Homma, D. Aoki, K. Nakajima, Y. Arai, T. D. Matsuda, S. Ikeda, H. Sakai, E.Yamamoto, A. Nakamura, N. Tateiwa, Y. Onuki, and Z. Fisk
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81SB ページ: SB007_1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJS.81SB.SB007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Crystal Growth and Transport Properties of RRu2Al10 (R = La and Pr) (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakoda, K. Kubota, S. Tanaka, E. Matsuoka, H. Sugawara, T. D. Matsuda, and Y. Haga
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81SB ページ: SB011_1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJS.81SB.SB011
  • 査読あり
• [雑誌論文] de Haas-van Alphen Effect and Fermi Surface Properties in V5Si3 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tsutsumi, J. Sakaguchi, Y. Miura, T. D. Matsuda, Y. Haga, T. Takeuchi, H. Harima, R. Settai, and Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81SB ページ: SB027_1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJS.81SB.SB027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scaling relation found in anomalous electrical transport and superconductivity of heavy fermion superconductor URu2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Tateiwa, T. D. Matsuda, Y. Haga, Z. Fisk, and Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 400 ページ: 022123_1-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/2/022123
  • 査読あり
• [学会発表] Magnetic Phase diagram of UCoAl
  • 著者名/発表者名: T. D. MATSUDA, D. AOKI, N. TATEIWA, E. YAMAMOTO, Y. HAGA, Y. ONUKI, J. FLOUQUET, and Z. FISK
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
  • 発表場所: Busan, Bexco , (釜山、韓国)
• [学会発表] Details of Sample Dependence and Transport Properties of URu2Si2
  • 著者名/発表者名: T. D. Matsuda, E. Hassinger, D. Aoki, G. Knebel, N. Tateiwa, E. Yamamoto, Y. Haga, Y. Onuki, Z. Fisk, and J. Flouquet
  • 学会等名: The IMR-ASRC 3rd REIMEI International Workshop
  • 発表場所: 東北大学東京分室（東京都千代田区）
  • 招待講演
• [学会発表] URhSi の磁気異方性と輸送特性
  • 著者名/発表者名: 松田達磨, 青木大, 小手川恒, E. Hassinger, V. Taufour, G. Knebel, D. Braithwaite, B. Salce, 山本 悦嗣, 芳賀 芳範, Z. Fiska, J. Flouquet
  • 学会等名: 日本物理学会秋期大会
  • 発表場所: 横浜国立大学キャンパス（神奈川県横浜市）
• [学会発表] UCr2Si2 の低温 X 線構造解析
  • 著者名/発表者名: 松田達磨, 芳賀芳範, 金子耕士, 目時直人, 山本 悦嗣 , 大貫惇睦, Z. Fisk
  • 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（広島県東広島市）