非クラマース二重項結晶場基底状態をもつPr系化合物の量子多電子状態の微視的研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26400359
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 藤 秀樹 神戸大学, 理学研究科, 教授 (60295467)
• 研究分担者: 小手川 恒 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (30372684)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 多極子秩序 / 多極子相互作用 / 核磁気共鳴 / 結晶場 / 近藤効果

研究実績の概要

(1) PrNb2Al20の非フェルミ流体状態に関する研究：単結晶PrNb2Al20については、H15年度までに決定したNb, Al-96g、　48f、16cサイトの超微細相互作用および四重極パラメータをもちい、緩和率およびスペクトルから結晶場に関する同定を行った。単結晶粉末化試料を用いた強磁場実験のスペクトル形状の磁気異方性解析から、結晶場基底状態は非磁性Γ3二重項であり、第一励起状態がΓ5であることを明らかにした。この結果は、中性子散乱の結果を再現する。また、19テスラまでのAl,NbサイトのNMR緩和率1/T1の磁場・温度依存性からは高温は局在結晶場モデルで説明できるが、低温ではこのモデルで説明できない低エネルギー励起を観測し、これが非フェルミ流体状態と関係している可能性を見いだした。
(2) PrTa2Al20の基底状態の研究：Al(96g) サイトの緩和率の種々の磁場、温度での実験を行い、低温で緩和率の急激な減少を明らかにし、これより温度磁場相図を作成した。その振る舞いは比熱の結果と整合しており、Γ3による電気四極子秩序が起きている可能性を明らかにした。また、この特異な相図について磁場誘起磁気双極子相互作用、もしくは磁気八極子相互作用が重要であることを明らかにした。
(3) PrT2Al20系の混成効果に関する研究：本研究で行ったT=Nb、Ta以外に、TiやV系の先行研究についても、高温での緩和率解析を行い、結晶場状態とcf混成に関する考察をおこなった。シングルイオンモデルを用いた解析から、cf混成と結晶場第一励起状態との拮抗が多彩な基底状態の起源であることを明らかにした。
(4)比較物質単結晶SmTa2Al20のNMRによる研究：転移温度以下で横緩和率1/T2の急激な増大を観測し、多極子揺らぎの存在を見いだした。

研究成果

• [国際共同研究] MAX PLANCK INSTITUTE FOR CPfS(Germany)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: MAX PLANCK INSTITUTE FOR CPfS
• [雑誌論文] Site-selective NMR measurements in single crystal PrNb2Al20 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Kubo, Hisashi Kotegawa, Hideki Tou, Hisatomo Harima, Ryuji Higashinaka, Akihiro Nakama, Yuji Aoki, and Hideyuki Sato
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series 巻: 807 ページ: 032006-1-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/807/3/032006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 9Be-NMR studies on anomalous superconducting phase diagram in UBe13 (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Matsuno, K. Morita, H. Kotegawa, H. Tou, Y. Haga, E. Yamamoto, Y. Onuki,
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series 巻: 807 ページ: 052015-1-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/807/5/052015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sb-NMR/NQR studies of heavy fermion system YbRhSb (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuki Kishimoto, Yosiki Awai, Hisashi Kotegawa, Hideki Tou, Yuji Muro, Koji Nakamura, Masafumi Sera, and Toshiro Takabatake
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series 巻: 807 ページ: 012014-1-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/807/1/012014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] NMR studies of coexistence of superconductivity and CDW in LaPt2Si2 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Aoyama, T. Kubo, H Matsuno, H. Kotegawa, H. Tou, A. Mitsuda, Y. Nagano, N Araoka, Y. Wada and Y. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series 巻: 807 ページ: 062002-1-5
  • DOI: 10.1088/1742-6596/807/6/062002
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth and NMR evaluation of a single crystal CePd2Ga (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuki Kishimoto, Hisashi Kotegawa, Eiichi Matsuoka, Hitoshi Sugawara, and Hideki Tou
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series 巻: 807 ページ: 012005-1-5
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/807/1/012005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 重い電子超伝導体UBe13の9Be-NMRによる研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松野治貴, 森田恭平, 小手川恒, 藤秀樹, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪府・大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] UPt3の反強磁性秩序（ゆらぎ）に対するNMRによる研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青山泰介, 小手川恒, 藤秀樹, 木村憲彰, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪府・大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] 強磁性超伝導体UGe2の圧力下73Ge-NQRによる磁気ゆらぎの研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野間雄一朗, 久保徹郎, 小手川恒, 藤秀樹, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦, 伊藤公平, E. E. Haller, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪府・大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] NMR/NQRによるPrT2Al20 (T=Nb, Ta) の磁気揺らぎの研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 久保徹郎, 藤秀樹, 三宅遼磨, 松野治貴, 小手川恒, 播磨尚朝, 東中隆二, 中間章浩, 青木勇二, 佐藤英行, 井原慶彦, 後藤貴行, 佐々木孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪府・大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] 磁場に鈍感な重い電子系化合物SmTa2Al20のAl-NQR/NMR (2017)
  • 著者名/発表者名: 中瀬迅, 三宅遼磨, 久保徹郎, 河瀬良亮, 小手川恒, 藤秀樹, 山田瑛A, 東中隆二A, 松田達磨, 青木勇二
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪府・大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] YbNi4P2の31P-NMRによる研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岸本恭来, 安岡弘志, K. Kliemt, C. Krellner, 藤秀樹, C. Geibel, M. Baenitz
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪府・大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] U化合物超伝導体の核磁気共鳴 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤 秀樹
  • 学会等名: 研究会「核磁気共鳴を主とした物性研究の新展開」
  • 発表場所: 豊中市・大阪大学基礎工Ｇ棟 ５０９号室
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Possible spin-triplet superconductivity in UBe13 from angle-dependent 9Be Knight shift (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideki Tou
  • 学会等名: Seminar in MPI-CPfS
  • 発表場所: MPI-CPfS, Dresden, Germanny
  • 年月日: 2016-10-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 強相関電子系ウラン化合物の基礎物性とNMRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤秀樹
  • 学会等名: 東北大学金属材料研究所付属量子エネルギー材料科学国際研究センター平成28年度大洗研究会
  • 発表場所: 仙台・東北大学金属材料研究所
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30
• [学会発表] 強磁性超伝導体UGe2の圧力下73Ge-NQRによる磁気ゆらぎの研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野間雄一朗, 久保徹郎, 小手川恒, 藤秀樹, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦, 伊藤公平, E. E. Haller, 仲村愛, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 石川県・金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] 単結晶PrT2Al20 (T = Nb, Ta) のNMRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保徹郎, 三宅遼磨, 松野治貴, 小手川恒, 藤秀樹, 播磨尚朝, 東中隆二, 中間章浩, 青木勇二, 佐藤英行, 井原慶彦, 後藤貴行, 佐々木孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 石川県・金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] SmTa2Al20のAl-NQRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中瀬迅, 三宅遼磨, 久保徹郎, 小手川恒, 藤秀樹, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 石川県・金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] UNi4Bの電流磁気効果のNMRによる検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本恭来, 小手川恒, 藤秀樹, 齋藤開, 網塚浩, 本間佳哉, 仲村愛, 李徳新, 本多史憲, 青木大
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 石川県・金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] UPt3の反強磁性秩序(ゆらぎ)に対する高磁場下NMRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青山泰介, 小手川恒, 藤秀樹, 木村憲彰, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 石川県・金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] 重い電子超伝導体UBe13におけるNMRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松野治貴, 森田恭平, 小手川恒, 藤秀樹, 芳賀芳範, 山本悦嗣, 大貫惇睦
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 石川県・金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] CePd2GaのNMR/NQRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本恭来, 小手川恒, 松岡英一, 菅原仁, 藤秀樹
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 石川県・金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] 極低温下での核磁気共鳴による重い電子超伝導体の基底状態の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤 秀樹
  • 学会等名: 低温工学・超電導学会 関西支部 2016年度総会
  • 発表場所: 神戸市・神戸大学
  • 年月日: 2016-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] NMR studies of coexistence of superconductivity and CDW in LaPt2Si2 (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Aoyama, T. Kubo, H. Matsuno, H. Kotegawa, H.Tou, A. Mitsuda, Y. Nagano, N. Araoka, Y. Wada, Y. Yamada,
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2016-05-08 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Single Crystal NMR Studies of PrT2Al20 Systems (T = Nb, Ta) (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kubo, R. Miyake, H. Kotegawa, H. Tou, H. Harima, R. Higashinaka, A. Nakama, Y. Aoki, H. Sato, Y. Ihara, T. Goto, T. Sasaki
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2016-05-08 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Sb-NMR/NQR studies of heavy fermion system YbRhSb (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kishimoto, H. Tou, , Y. Awai, H. Kotegawa, Y. Muro, K. Nakamura, M. Sera, T. Takabatake
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron System
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2016-05-08 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Ce-based Antiferromagnetic Compound CePd2Ga Probed by Ga-NMR (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kishimoto, H. Kotegawa, H. Tou, E. Matsuoka, and H. Sugawara
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron System
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2016-05-08 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] 9Be-NMR studies on anomalous superconducting phase diagram in UBe13 (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruki Mtsuno, Kyohei Morita, Hisashi Kotegawa, Hideki Tou, Yoshinori Haga, Etsuji Yamamoto, Yoshichika Onuki
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2016-05-08 – 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] Low energy excitations of Pr and U based f2 systems probed by NMR (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideki Tou
  • 学会等名: J-Physics:Mini International Workshop: Physics of Strongly Correlated Electron Systems under Extreme Conditions
  • 発表場所: Kobe, Kobe University
  • 年月日: 2016-04-13 – 2016-04-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 神戸大学理学研究科物理学専攻低温物性物理学 藤研究室
  • URL: http://www.lab.kobe-u.ac.jp/sci-lt/index