籠状構造を有する希土類希薄化合物に普遍的な特性と充填スクッテルダイトの固有特性

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23340107
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 佐藤 英行 首都大学東京, 理工学研究科, 名誉教授 (80106608)
• 連携研究者: 青木 勇二 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (20231772) ; 松田 達磨 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30370472) ; 東中 隆二 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (30435672) ; 桑原 慶太郎 茨城大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90315747) ; 並木 孝洋 富山大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40535340)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 充填スクッテルダイト / 強相関電子系 / 高圧合成 / ラットリング / 重い電子

研究概要

充填スクッテルダイト(F-Sk: RT4X12)では、同一結晶構造の3つの構成要素（R=希土類、T=8族、X=15族元素）を置換するだけで、嘗てない多様な振舞が見出された。その原因として、希土類イオンが12個のXで構成される対称性の良い籠内に配置するため、伝導電子と4f電子の混じり合いが強められること等が挙げられている。本研究では、新たな新機能を有する籠状化合物の探索を推進するため、未探索のF-Sk及び新たな可能性を持つ籠状化合物の純良単結晶を育成して物性を比較することにより、F-Skに固有な振舞と籠状構造に共通する振舞を調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Electronic State of CeFe_4As_<12> Investigated by Using Single Crystals Grown under High Pressure of 4 Gpa (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogawa, H. Sato, M. Watanabe, T. Namiki, S. Tatsuoka, R. Higashinaka, Y. Aoki, K. Kuwahara, J. Yamaura, Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 83 ページ: 034710(7)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.034710
• [雑誌論文] Anomalously Field-Insensitive Correlated Electron Behaviors in SmTa_2Al_<20> (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, R. Higashinaka, R. Miyazaki, K. Fushiya, T. D. Matsuda, Y . Aoki, W. Fujita, H. Harima, and H. Sato
  • 巻: 82
  • ページ: 123710 (5)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.123710
• [雑誌論文] Anomalous Low-Lying Thermal Excitations Deep Inside the Ferromagnetic State in Filled Skutterudite NdFe_4As_<12> (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Higashinaka, K.Takeda, T. Namiki, Y. Aoki, and H. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 114710(6)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.114710
• [雑誌論文] Characterization of the Mysterious High Field Ordered Phase around H//[111] and Finding of a New Phase Boundary in PrFe_4P_<12> (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Aoki, H. Sato, D. Kikuchi, H. Sugawara, A. Pourret, K. Behnia, S. Uji, T. Terashima, R. Higashinaka, and Y. Aoki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 084703(11)
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.084703
• [雑誌論文] Magnetic Excitation in Totally Symmetric Staggered Ordered Phase of PrFe_4P_<12> (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Iwasa, L. Hao, M. Kohgi, K. Kuwahara, J. Mignot, H. Sugawara, Y. Aoki, T. D. Matsuda, and H. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 094711 (9)
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.094711
• [雑誌論文] Effects of Filling Fraction on Magnetic Properties of Filled Skutterudite Rfe_4Sb_<12>(R = La, Ce) Synthesized under High Pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Magishi, H. Sugawara, M. Takahashi, T. Saito, K. Koyama, T. Saito, S. Tatsuoka, K. Tanaka, and H. Sato
  • 雑誌名: Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 124706 (5)
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.124706
• [雑誌論文] Heavy quasiparticles formed in the ferromagnetic Yb layers in the Kondo helical magnet YbNi_3Al_9 as revealed by specific-heat measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Miyazaki, Y. Aoki, R. Higashinaka, and H. Sato, T. Yamashita and S. Ohara
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 155106 (6)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.155106
• [雑誌論文] 充填スクッテルダイト RT_4X_<12>(R : 希土類,T:遷移金属,X:P, As, Sb)-その結晶構造が可能にした多彩な振る舞い- (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 英行, 青木 勇二, 菅原 仁, 播磨 尚朝
  • 雑誌名: セラミックス, 依頼原稿 巻: 47 ページ: 340-345
• [雑誌論文] Strong Effect of Yb Filling Fraction on the Magnetic Ground Sate of the Filled Skutterudite YbFe_4Sb_<12> (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Saito, H. Sato, K. Tanaka, S. Tatsuoka, M. Ueda, R. Higashinaka, T. Namiki, Y. Aoki, Y. Utsumi, K. Kuwahara, and T. Hosoya
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 063708
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.063708
• [雑誌論文] Magnetic and transport properties of YbT_2Al_<20>(T = Ti, V and Cr) (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Higashinaka, A. Nakama, M Ando, M. Watanabe, Y. Aoki, and H. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser. 巻: 273 ページ: 012033
• [学会発表] 充填スクッテルダイトに残された問題と新たなカゴ状物質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤英行
  • 学会等名: 新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」WS～カゴ状構造に宿る強相関物性
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] PrFe_4P_<12>に於ける高磁場秩序相{H//[111])}及び新たな高磁場相境界の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤英行
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Electronic state of 4f-electrons confined in nanoscale cages (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sato
  • 学会等名: International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : From Fundamentals to Applications
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20111123-26
• [学会発表] From Blue Pigment to Green Energy (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sato
  • 学会等名: The research project on the filled skutterudites in Japan, International Workshop
  • 発表場所: Vikersund, Norway
  • 年月日: 20110905-08