準結晶の量子臨界現象の一軸圧力効果

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25610094
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 出口 和彦 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40397584)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 量子臨界現象 / 準結晶 / 磁性 / 強相関電子系 / 極低温 / 高圧

研究実績の概要

希土類元素の両端に位置するCeやYb、アクチナイド元素のUなどを含む結晶では、重い電子の形成、エキゾチックな磁気秩序や異方的超伝導など多様な秩序状態、価数揺動に伴う興味ある現象・強相関電子物性が観測されている。特に近年、Ybを含む強相関物質の結晶で非従来型の量子臨界現象とそれに関連した磁性・超伝導について精力的に研究が進められてきた。圧力・磁場・元素置換などをパラメタ―とした物性制御が精力的に行われる中、我々はこれまで大前提として考えられていた周期性に着目し、強相関電子系における並進対称性の役割の研究を進めた。
（１）Au-Al-Yb準結晶と近似結晶について、磁化、交流磁化率、比熱を極低温まで測定し、臨界指数・スケーリングから準結晶の量子臨界現象の性質を明らかにした。また、Au-Al-Yb準結晶・近似結晶について静水圧下の磁化率測定を極低温まで行うことにより、Au-Al-Yb準結晶が静水圧に対し「硬い」量子臨界物質であることと対照的に、Au-Al-Yb近似結晶は圧力に「敏感な」重い電子系の近似結晶であること発見した。準結晶の量子臨界現象は準周期性・回転対称性を変えないような静水圧に対して「硬さ」を示すことが明らかとなった。
（２）Au-Al-Yb近似結晶が（量子臨界点近傍に位置するため）1GPa程度の低圧領域で大きく物性が変化することに着目し研究するため、一軸圧・歪印加装置の開発を行った。その結果、誰でも使える積層ピエゾ素子を利用したコンパクトで単純な一軸圧・歪印加装置を開発することに成功した。
（３）化学圧力の印加を目的に物質開発を進め、Tsai-typeクラスター構造をもつAu-Ge-Yb近似結晶を作成することにより興味深い超伝導を発見した。この結果はJ.Phys.Soc.Jpn.に掲載され"Paper of Editors' Choice"(注目論文)に選ばれた。

研究成果

• [雑誌論文] Localized Electron Magnetism in the Icosahedral Au-Al-Tm Quasicrystal and Crystalline Approximan (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Nakayama, K. Tanaka, S. Matsukawa, K. Deguchi, K. Imura, T. Ishimasa, N. K. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 024721-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.024721
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Superconducting 1/1 Cubic Au-Ge-Yb Approximant with Tsai-type Cluster (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi, M. Nakayama, S. Matsukawa, K. Imura, K. Tanaka, T. Ishimasa, N. K. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 015002-1-2
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.015002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superconductivity of Au-Ge-Yb Approximants with Tsai-type Clusters (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi, M. Nakayama, S. Matsukawa, K. Imura, K. Tanaka, T. Ishimasa, N. K. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 023705-1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.023705
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Origin of the Black-Golden Transition in Sm1-xYxS (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Imura, M. Saito, M. Kaneko, T. Ito, T. Hajiri, M. Matsunami, S. Kimura, K. Deguchi, H. S. Suzuki, N. K. Sato
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 592 ページ: 012028-1-6
  • DOI: 0.1088/1742-6596/592/1/012028
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウラン系強磁性超伝導における強磁性ゆらぎが誘起するスピン三重項超伝導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石田憲二，服部泰佑，佐藤憲昭，出口和彦，多田靖啓，藤本聡
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 50 ページ: 123-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valence Change Driven by Constituent Element Substitution in the Mixed-Valence Quasicrystal and Approximant Au-Al-Yb (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Matsukawa, K. Tanaka, M. Nakayama, K. Deguchi, K. Imura, H. Takakura, S. Kashimoto, T. Ishimasa, N. K. Sato
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 034705-1-5
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83. 034705
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermodynamic Study of Nodal Structure and Multiband Superconductivity of KFe2As2 (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka, Y. Aoki, N. Kase, T. Sakakibara, T. Saito, H. Fukazawa, Y. Kohori, K. Kihou, C. H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, K. Deguchi, N. K. Sato, Y. Tsutsumi, K. Machida
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 013704-1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.013704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Triplet Superconductivity Induced by Longitudinal Ferromagnetic Fluctuations in UCoGe Probed by 59Co NMR Measurement (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hattori, Y. Ihara, K. Karube, D. Sugimoto, K. Ishida, K. Deguchi, N. K. Sato, T. Yamamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 061012-1-8
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.061012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Oscillation in SmS Induced by a Constant External Voltage (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, R. Okazaki, H. Taniguchi, I. Terasaki, M. Saito, K. Imura, K. Deguchi, N. K. Sato, H. S. Suzuki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 ページ: 195103-1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.195103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between Ferromagnetic Criticality and the Enhancement of Superconductivity Induced by Transverse Magnetic Fields in UCoGe (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hattori, K. Karube, K. Ishida, K. Deguchi, N. K. Sato, T. Yamamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 073708-1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.073708
• [雑誌論文] Transport Properties of the Au-Al-Yb Quasicrystal and Approximant under Hydrostatic Pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Matsukawa, K. Tanaka, M. Nakayama, S. Kunikata, K. Deguchi, K. Imura, T. Ishimasa, N. K. Sato
  • 雑誌名: Acta Phys. Pol. 巻: A 126 ページ: 527-530
  • DOI: 10.12693/APhysPolA.126.527
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tsai-Type Quasicrystal and Its Approximant in Au-Al-Tm Alloy (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, Y. Tanaka, T. Ishimasaa, M. Nakayama, S. Matsukawa, K. Deguchi, N. K. Sato
  • 雑誌名: Acta Phys. Pol. 巻: A 126 ページ: 603-607
  • DOI: 10.12693/APhysPolA.126.603
  • 査読あり
• [学会発表] Strongly correlated electrons in icosahedral Yb quasicrystals and approximants (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi, M. Nakayama, S. Matsukawa, K. Imura, N. K. Sato, K. Tanaka, and T. Ishimasa
  • 学会等名: C-Mac Days 2014
  • 発表場所: Zagreb, Croatia
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-11
• [学会発表] Pressure induced quantum criticality of Au-Al-Yb approximant with Tsai-type cluster (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi, S. Matsukawa, M. Nakayama, K. Tanaka, T. Ishimasa, N. K. Sato
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2014)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11