希土類内包クラスレートにおける変調強磁性

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23740275
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 鬼丸 孝博 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (50444708)
• 研究協力者: 梅尾 和則 広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 准教授 (10223596)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 希土類クラスレート / ラットリング / 強磁性 / キャリアドープ / XMCD

研究概要

本研究では，磁性クラスレートEu8Ga16Ge30の変調強磁性に着目し，磁性ゲスト原子のラットリングと磁性の相関について調べた。まず，常圧下でX線磁気円二色性(XMCD)の測定を行い，直流磁化の温度変化とよく一致することを確かめた。時間窓による違いはないことから，磁化に対するラットリングの寄与は小さいと思われる。また，X線吸収測定より，13 GPa付近でEuは中間価数へと転移し，アモルファス構造が安定化した。一方，キャリアドープした系では，飽和磁化の温度依存性がハイゼンベルグ模型による平均場計算とよく一致した。これらの結果より，変調強磁性構造は低いキャリア密度に起因することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous Pressure-Induced Magnetic and Valence Transitions in Type-I Clathrate Eu_8Ga_<16>Ge_<30> (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru, S. Tsutsui, M. Mizumaki, N. Kawamura, N. Ishimatsu, M. A. Avila, S. Yamamoto, H. Yamane, K. Suekuni, K. Umeo, T. Kume, S. Nakano, T. Takabatake
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 83 ページ: 013701-1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.013701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure effect on the ferromagnetism of an off-center rattling system Eu_8Ga_<16>Ge_<30> (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Umeo, H. Yamane, M. A. Avila, T. Onimaru, T. Takabatake
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser 巻: 391 ページ: 012075
  • DOI: 10.1088/1742-6596/391/1/012075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous superconducting and antiferroquadrupolar transitions in PrRh_2Zn_<20> (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru, N. Nagasawa, K. T. Matsumoto, K. Wakiya, K. Umeo, S. Kittaka, T. Sakakibara, Y. Matsushita, T. Takabatake
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 184426
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.184426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic instability in a doped band gap semiconductor FeGa_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Umeo, Y. Hadano, S. Narazu, T. Onimaru, M. A. Avila, and T. Takabatake
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 144421
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.144421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonmagnetic ground states and phase transitions in the caged compounds PrT_2Zn_<20> (T = Ru, Rh and Ir) (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru, K. T. Matsumoto, N. Nagasawa, Y. F. Inoue, K. Umeo, R. Tamura, K. Nishimoto, S. Kittaka, T. Sakakibara, T. Takabatake
  • 雑誌名: J. Phys. : Condens. Matter 巻: 24 ページ: 294207-1-5
  • DOI: 10.1088/0953-8984/24/29/294207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-center rattling and thermoelectric properties of type-II clathrate (K, Ba)_<24>(Ga, Sn, Vac)_<136> single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Mano, T. Onimaru, S. Yamanaka, T. Takabatake
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 214101-1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.84.214101
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Pressure Synthesis and Superconductivity of a New Binary Lanthanum Germanide LaGe_3 with Triangular Ge_3 Cluster Units (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fukuoka, K. Suekuni, T. Onimaru, K. Inumaru
  • 雑誌名: Inog. Chem 巻: 80 ページ: 093601-1-4
  • DOI: 10.1021/ic102077k
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR studies of Ba_8Ga_<16>Sn_<30> clathrates (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tou, K. Sonoda, Y. Nishikawa, H. Kotegawa, H. Suekuni, T. Onimaru, T. Takabatake
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: SA039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman scattering study of lattice dynamics in caged compounds (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Ogita, T. Hasegawa, M. Udagawa, T. Onimaru, F. Iga, T. Takabatake, H. Sugawra, H. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: SA037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferro -quadrupolar Ordering in a Pr-based Superconductor PrIr_2Zn_<20> (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru, K. T. Matsumoto, Y. F. Inoue, K. Umeo, T. Sakakibara, Y. Karaki, M. Kubota, T. Takabatake
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 106 ページ: 177001-1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.177001
  • 査読あり
• [学会発表] I型クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>の特異な強磁性に対するキャリア密度と圧力の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 曽我部聖哉,飯塚剛,梅尾和則,鬼丸孝博,M. A. Avila,筒井智嗣,水牧仁一郎,河村直己,高畠敏郎
  • 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] Pr1-2-20 系における四極子自由度と強相関電子物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博
  • 学会等名: 東京大学物性研究所短期研究会
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2013-11-27
• [学会発表] 4f^2系の多極子自由度が創る多彩な物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博
  • 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: 2013-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] クラスレート化合物における熱拡散 : 空間的時間的ダイナミクスの直接測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉徹生,守安毅,岡村英一,河本敏郎,末國晃一郎,鬼丸孝博,高畠敏郎
  • 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: 2013-03-28
• [学会発表] 半導体クラスレートのラットリング振動とその圧力依存性IV (2013)
  • 著者名/発表者名: 久米徹二,船橋健太,佐々木重雄,清水宏晏,高畠敏郎,鬼丸孝博,岸本堅剛,小柳剛,中野智志
  • 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] 4f^2配位を持つPr金属間化合物における多極子自由度と多彩な基底状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博
  • 学会等名: ISSPワークショップ「強相関物質開発の最前線」
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] 非磁性基底二重項を持つ立方晶PrT_2Zn_<20> (T=Rh, Ir)の反強四極子秩序と四極子近藤効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大常盤台キャンパス
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] I型クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>の強磁性に対する圧力効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯塚剛,山根陽樹,M. A. AvilaA,鬼丸孝博,梅尾和則,高畠敏郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大常盤台キャンパス
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Superconducting, antiferroquadrupolar, and structural transitions in caged compounds PrT_2Zn_<20> (T=Ru, Rh, and Ir) (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru
  • 学会等名: 12th Japanese-German symposium : Emergent Phenomena in Novel Quantum Phases of Condensed Matter
  • 発表場所: Shuzenji, Japan
  • 年月日: 2012-07-16
  • 招待講演
• [学会発表] Superconducting, antiferroquadrupolar, and structural transitions in caged compounds PrT_2Zn_<20> (T=Ru, Rh, and Ir) (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
  • 発表場所: Bexco, Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-10
  • 招待講演
• [学会発表] カゴ状化合物PrRh_2Zn_<20>の非磁性基底二重項と低温相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博,長澤直裕,松本圭介,梅尾和則,橘高 俊一郎,榊原俊郎,高畠敏郎
  • 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ヶ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] クラスレート化合物における格子拡散ダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉徹生,山内崇弘,守安毅,岡村英一,河本敏郎,末國晃一郎,鬼丸孝博,高畠敏郎
  • 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ヶ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 希土類化合物の磁性と多極子に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博
  • 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ヶ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 非磁性二重項を持つPrT_2Zn_<20>(T=Ru,Rh,Ir)における多極子自由度と相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博
  • 学会等名: 新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」ワークショップ～超伝導、多極子の物理における最近の話題～
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2012-01-10
• [学会発表] クラスレートEu_8Ga_<16>Ge_<30>の特異な強磁性に対するSi 置換とキャリア制御の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博
  • 学会等名: 磁性分光研究会"X線分光学による物質科学へのアプローチ
  • 発表場所: 京都大学化学研究所
  • 年月日: 2011-12-04
• [学会発表] Magnetic and Transport Properties of Pr-based Compounds PrT_2Zn_<20> (T=Ru, Rh, and Ir) (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru
  • 学会等名: TOKIMEKI2011
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Coexistence of super-conductivity and antiferroquadrupole order in a 4f^2 electron system (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity (ISS2011)
  • 発表場所: 船堀タワーホール
  • 年月日: 2011-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] カゴ状化合物PrIr_2Zn_<20>の非磁性基底二重項と超伝導 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸孝博,長澤直裕,松本圭介,梅尾和則,榊原俊郎,柄木良友,久保田実,高畠敏郎
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] クラスレート化合物Eu_8Ga_<16>Ge_<30>における格子拡散ダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邉徹生,山内崇弘,守安毅,岡村英一,河本敏郎,末國晃一郎,鬼丸孝博,高畠敏郎
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] ゲストサイトの分裂したII 型クラスレート(K, Ba)_<24>(Ga, Sn, Va)_<136>の熱電物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高畠敏郎,間野覚文,鬼丸孝博,山中昭司
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 強磁性クラスレートEu__8Ga_<16>Ge_<30>の特異な磁性の圧力効果 : 11 GPa までの電気抵抗とホール効果,磁化測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅尾和則,山根陽樹,M. A. Avila,鬼丸孝博,高畠敏郎
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Coexistence of Antiferroquadrupole Order and Super-conductivity in a Caged Compound PrIr_2Zn_<20> (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Onimaru, K. Matsumoto, Y. F. Inoue, K. Umeo, Y. Karaki, M. Kubota, T. Sakakibara, T. Takabatake
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2011
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2011-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] Pressure Effect on the Ferromagnetismof an Off-Center Rattling System Eu_8Ga_<16>Ge_<30> (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Umeo, H. Yamane, M. Avila, T. Onimaru, T. Takabatake
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2011
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2011-09-02
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/adsmmag/