価数転移・価数秩序に注目したユーロピウム化合物の新奇物性探索と機構解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540415
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 光田 暁弘 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20334708)
• 連携研究者: 和田 裕文 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (80191831) ; 矢山 英樹 九州大学, 基幹教育院, 教授 (60166840) ; 中西 剛司 東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (70297761)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ユーロピウム / 価数転移 / 価数秩序 / 圧力 / 磁場

研究概要

ユーロピウム化合物における4f電子状態の不安定性に注目し主に2つの研究を行った。①EuRh2Si2が圧力下で価数転移(4f電子数の変化)を示すことを新たに発見し、この価数転移が磁場によっても強く影響を受けることを示した。②2つの価数転移を示し、それに伴い価数秩序転移(2つの4f電子状態が規則配列する)を示す珍しい系であるEuPtPに注目した。PサイトのAs置換に成功し、転移温度が低温にシフトし、基底状態(ゼロ温度状態)の価数秩序構造が変化することを見いだした。
以上の結果はユーロピウムの価数不安定現象の新たな知見であり、今後の研究の発展にもつながるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Origins of Phase Transitions in Valence Fluctuating YbPd (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda, M. Sugishima, T. Hasegawa, S. Tsutsui, M. Isobe, Y. Ueda, M. Udagawa, H. Wada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 82 ページ: 084712-1-5
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.084712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase diagram and Eu valence state in EuPtP1-xAsx (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sugishima, A. Mitsuda, H. Wada
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Soc 巻: Vol. 62 ページ: 2019-2023
  • DOI: 10.3938/jkps.62.2019
  • 査読あり
• [雑誌論文] What is Origin of the First Eu-Based Heavy Fermion? (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 10 ページ: 14
  • DOI: 10.7566/JPSJNC.10.14
• [雑誌論文] Charge density wave and superconductivity of RPt2Si2 ( R = Y, La, Nd and Lu ) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagano, N. Araoka, A. Mitsuda, H. Wada, H. Yayama, M. Ichihara, M. Isobe, Y. Ueda
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 82 ページ: 064715-1-5
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.064715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valence transition induced by pressure and magnetic field in antiferromagnet EuRh2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda, S. Hamano, H. Wada
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Soc 巻: Vol. 62 ページ: 1787-1791
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.064715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft-X-ray Magnetic Circular Dichroism under Pulsed High Magnetic Fields at Eu M4, 5 Edges of Mixed Valence Compound EuNi2(Si0.18Ge0.82)2 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Hirono, T. Kinoshita, Y. Narumi, M. Hayashi, H. Nojiri, A. Mitsuda, H. Wada, K. Kodama, K. Kindo, and A. Kotani
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 81 ページ: 103705-1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.103705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field-induced valence transition in EuPtP1-xAsx (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda, T. Okuma, M. Sugishima, H. Wada, K. Sato, K. Kindo
  • 雑誌名: Euro. Phys. J. B 巻: Vol. 85 ページ: e2011-20807-1-5
  • DOI: 10.1140/epjb/e2011-20807-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-Induced Valence Transition in EuRh2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda, S. Hamano, N. Araoka, H. Yayama, H. Wada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 81 ページ: 023709-1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.023709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-Induced Valence Transition of EuPd2Si2 Studied by Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mimura, T. Uozumi, T. Ishizu, S. Motonami, H. Sato, Y. Utsumi, S. Ueda, A. Mitsuda, K. Shimada, Y. Taguchi, Y. Yamashita, H. Yoshikawa, H. Namatame, M. Taniguchi, K. Kobayashi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: Vol. 50 ページ: 05FE03-1-2
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.05FD03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation state sensitivity of Eu Lγ4 emission and its applications to oxidation state selective EXAFS spectroscopy of EuPd2Si2 (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hayashi, N. Kanai, Y. Takehara, N. Kawamura, M. Mizumaki, A. Mitsuda
  • 雑誌名: J. Analytical Atomic Spectroscopy 巻: Vol. 26 ページ: 1858-1862
  • DOI: 10.1039/c1ja10089k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman scattering investigation on YbPd (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hasegawa, N. Ogita, M. Sugishima, A. Mitsuda, H. Wada and M. Udagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 80 ページ: SA095-1-3
  • DOI: 10.1143/JPSJS.80SA.SA095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of substitution of Ca2+ for Eu2+ on pressure-induced superconductivity in EuFe2As2 (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda, T. Matoba, S. Seike, F. Ishikawa, Y. Yamada, H. Wada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 80 ページ: SA117-1-3
  • DOI: 10.1143/JPSJS.80SA.SA117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Magnetic Field, Pressure and Dilution of Yb on Phase Transitions in Valence Fluctuating Compound YbPd (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakanishi, T. Kamiyama, K. Deto, F. Shichinomiya, R. Kashiwazaki, M. Nakamura, M. Yoshizawa, M. Sugishima, A. Mitsuda, H. Wada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 80 ページ: SA094-1-3
  • DOI: 10.1143/JPSJS.80SA.SA094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed investigation of elastic properties of YbPd single crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sugishima, K. Yamada, A. Mitsuda, H. Wada, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko , K. Suga, K. Kindo
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol. 80 ページ: SA093-1-3
  • DOI: 10.1143/JPSJS.80SA.SA093
  • 査読あり
• [学会発表] 磁場誘起価数転移を示すEuRh2Si2系における磁気抵抗測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘, 喜舎場英吾, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 価数転移を示すEuPtPの低温磁気秩序状態におけるNMR研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山丈博, 西谷孝二, 水戸毅, 小山岳秀, 上田光一, 小原孝夫, 光田暁弘, 杉島正樹, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 温度誘起価数転移を示すEuNi2(Si1-xGex)2の電子状態 : 硬X線光電子分光による研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市木勝也, 三村功次郎, 安齋太陽, 魚住孝幸, 本並哲, 小林大祐, 佐藤仁, 内海有希, 上田茂典, 光田暁弘, 和田裕文, 田口幸広, 島田賢也, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 強磁場軟X線吸収・磁気円二色性によるEu(Rh1-xIrx)2Si2の価数転移の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安村光正, 鳴海康雄, 野尻浩之, 中村哲也, 小谷佳範, 木下豊彦, 喜舎場英吾, 光田暁弘, 和田裕文, 金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] EuRh2Si2における高圧下磁場誘起価数転移 (2014)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘
  • 学会等名: 第2回先進的放射光メスバウアー分光研究会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2014-03-06
• [学会発表] 二段価数秩序転移を示すEuPtPの高圧効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘, 梅田真史, 眞鍋栄樹, 松林和幸, 水牧仁一朗, 河村直己, 石松直樹, 上床美也, 渡辺真仁, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 価数転移を示すEu系化合物のNMRによる研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西谷孝二, 水戸毅, 牟田寛弥, 小山岳秀, 上田光一, 小原孝夫, 光田暁弘, 和田裕文, 杉島正樹
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] EuPtPの圧力下X線吸収分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅田真史, 眞鍋栄樹, 光田暁弘, 水牧仁一朗, 河村直己, 石松直樹, 渡辺真仁, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 単結晶EuNi2Ge2の圧力下でのホール効果測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 合木悠佑, 光田暁弘, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Eu(Rh1-xMx)2Si2(M=Ir, Co)における化学的圧力及び磁場効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜舎場英吾, 浜野卓, 光田暁弘, 近藤晃弘, 金道浩一, 水牧仁一朗, 新田清文, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 硬X線光電子分光によるEuNi2(Si1-xGex)2(x=0.70, 0.79, 0.82)の温度誘起価数転移の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市木勝也, 三村功次郎, 安齋太陽, 魚住孝幸, 本並哲, 小林大祐, 佐藤仁, 内海有希, 上田茂典, 光田暁弘, 和田裕文, 田口幸広, 島田賢也, 生天目博文, 谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 価数転移物質EuPtPのf電子状態に関するNMR研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水戸毅, 西谷孝二, 牟田寛弥, 小山岳秀, 上田光一, 小原孝夫, 光田暁弘, 和田裕文, 杉島正樹
  • 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: 2013-03-26
• [学会発表] Eu(Rh1-xIrx)2Si2における強磁場磁化過程 (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜舎場英吾, 浜野卓, 光田暁弘, 和田裕文, 近藤晃弘, 金道浩一
  • 学会等名: 第118回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] EuRh2Si2の転移点近傍における特異な弾性異常 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中西良樹, 田村大, 中村光輝, 吉澤正人, 浜野卓, 喜舎場英吾, 光田暁弘, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] EuRh2Si2における圧力誘起価数転移の磁場効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘, 浜野卓, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Hard X-ray Photoemission Study of the Two Valence Transitions in EuPtP (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Mimura, S. Kawada, T. Uozumi, H. Sato, Y. Utsumi, S. Ueda, Masaki Sugishima, A. Mitsuda, H. Wada, K. Shimada, Y. Taguchi, K. Kobayashi, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 12th International Conference on Electron Spectroscopy and Structure (ICFESS-12)
  • 発表場所: Saint-Malo, France
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Valence transition induced by pressure and magnetic field in antiferromagnet EuRh2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Mitsuda, S. Hamano, H. Wada
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] 31P-NMR study of valence fluctuating compound EuPtP (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mito, K. Nishitani, T. Koyama, K. Ueda, T. Kohara, A. Mitsuda, M. Sugishima, H. Wada
  • 学会等名: 31P-NMR study of valence fluctuating compound EuPtP
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] Phase diagram and Eu valence state in EuPtP1-xAsx (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sugishima, A. Mitsuda, H. Wada, M. Isobe, Y. Ueda
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] 二段価数転移を示すEuPtPにおける電子相間 : 硬X線光電子分光による研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川田翔, 三村功次郎, 魚住孝幸, 佐藤仁, 内海有希, 上田茂典, 杉島正樹, 光田暁弘, 和田裕文, 島田賢也, 田口幸広, 生天目博文, 谷口雅樹, 小林啓介
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 価数転移を示すEuPtPの31P-NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: 西谷孝二, 水戸毅, 小山岳秀, 上田光一, 小原孝夫, 光田暁弘, 杉島正樹, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] X線ラマン散乱法によるEuPd2Si2の価数転移の観測(II) (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲見俊哉, 石井賢司, Jarrige Ignace, 光田暁弘
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] EuPtPにおける低温の電気抵抗の圧力依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋栄樹, 光田暁弘, 矢山英樹, 和田裕文
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] パルス強磁場によるEuNi2(Si0.18Ge0.82)2の軟X線吸収MCD実験の理論解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小谷章雄, 中村哲也, 鳴海康雄, 林美咲, 光田暁弘, 広野等子, 児玉謙司, 森岡貴之, 木下豊彦, 和田裕文, 金道浩一, 野尻浩之
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] パルス強磁場によるEuNi2(Si0.18Ge0.82)2の軟X線吸収MCD実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村哲也, 鳴海康雄, 林美咲, 光田暁弘, 広野等子, 児玉謙司, 森岡貴之, 木下豊彦, 和田裕文, 金道浩一, 野尻浩之, 小谷章雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] EuNi2X2(X=Si, P, Ge)の硬X線光電子分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三村功次郎, 川田翔, 魚住孝幸, 本並哲, 佐藤仁, 内海有希, 上田茂典, 光田暁弘, 和田裕文, 島田賢也, 田口幸広, 山下良之, 吉川英樹, 生天目博文, 谷口雅樹, 小林啓介
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] X線ラマン散乱法によるEuPd2Si2の価数転移の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲見俊哉, 石井賢司, I. Jarrige, 吉田雅洋, 光田暁弘, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 反強磁性体EuRh2Si2における圧力誘起価数転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜野卓, 光田暁弘, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 二段価数転移を示すEuPtP1-xAsxにおける価数測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 光田暁弘, 杉島正樹, 新田清文, 水牧仁一朗, 和田裕文
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋期大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-22
• [備考]
  • URL: http://www.phys.kyushu-u.ac.jp/tatai3/index.html.ja