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2014 年度 実施状況報告書

超音波によるプラセオジム化合物の新奇磁場誘起量子相転移の起源解明

研究課題

研究課題/領域番号 26800189
研究機関広島大学

研究代表者

石井 勲  広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (20444713)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード非磁性二重項 / 電気四極子 / 磁場誘起相転移
研究実績の概要

本研究課題では,非磁性基底二重項をもつPrT2Zn20(T=Ir, Rh)において発見した,これまでに例のない非磁性二重項の電気四極子に起因する新奇磁場誘起量子相転移の起源解明を進める.そこで,電気四極子の感受率である超音波実験(弾性率測定)や熱膨張率測定などを駆使し,多角的な観点から起源解明を行う.研究推進の為に,本研究専用の高分解能弾性率測定装置を立ち上げ,極低温での実験を行う.この研究により,f電子系における多極子物性の新たなページが期待される.
平成26年度は実施計画の通り,まずデジタルオシロスコープ,ボックスカー積分器,フェイズディテクター等の設備備品や,消耗品を購入して本研究専用の超音波実験装置を立ち上げた.また,PrT2Zn20の磁場方向[100]において弾性率(C11-C12)/2とC11の詳細な温度依存性,磁場依存性測定を行った.測定は約20mKまで行った.
その結果,両物質の磁場依存性において,両弾性率共に磁場誘起相転移点で明確なピークを示した.非磁性基底二重項がもつ電気四極子に対応する(C11-C12)/2で弾性異常が見られることから,電気四極子の関与が考えられる.両弾性率から見積もった体積弾性率でも異常がみられ,転移点での体積歪みの発生が考えられる.また,極低温ではダブルピークがみられ,極低温での新たな相境界を明らかにした.測定温度の上昇と共に両弾性率のピークはブロードになり,1 K以上では不明瞭になったことから,相境界のエンドポイントが存在すると考えられる.以上の結果から,磁場方向[100]の詳細な磁場-温度相図を明らかにした.
一方,磁場誘起相転移近傍の両弾性率の温度依存性においては,零磁場よりも弾性ソフト化が増大し,かつ絶対零度に向かってソフト化し続けており,量子相転移の可能性がある.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実施計画の通りに研究は進んでいる.具体的には,必要な設備備品等を購入し,本研究専用の超音波実験装置を立ち上げた.研究対象物質PrT2Zn20の磁場方向[100]の詳細な弾性率測定を行った.熱膨張率測定治具は設計中である.

今後の研究の推進方策

研究計画の通り,磁場誘起相転移がみられる他の磁場方向([110]など)の詳細な超音波実験を行う.熱膨張率測定治具を作成し,熱膨張測定を行う.磁場方向[100]の測定結果と合わせて新奇磁場誘起量子相転移の起源解明を目指す.研究成果は学会発表を行い,学術論文としてまとめる.

次年度使用額が生じた理由

平成26年度に使用可能な直接経費の範囲内で,研究の遂行に必要な設備備品,消耗品は購入し,学会での研究発表も行った.上記必要経費の節約に努めた結果,次年度使用額が生じた.

次年度使用額の使用計画

平成27年度の予算配分依頼を行っている物品費,および旅費と合わせて使用する.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Elastic anomalies of YbIrGe in magnetic fields2015

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, Y. Noguchi, I. Ishii, H. Goto, S. Kamikawa, T.K. Fujita, and K. Katoh
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Proc.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomalous Elastic Softening due to the Crystal Electric Field Effect and Successive Phase Transitions in the Yb-based Heavy-fermion Antiferromagnet YbIrGe2014

    • 著者名/発表者名
      I. Ishii, Y. Noguchi, S. Kamikawa, H. Goto, T. K. Fujita, K. Katoh, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 83 ページ: 043601-1-4

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.83.043601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic Softening of Transverse Modulus in YbIrGe2014

    • 著者名/発表者名
      I. Ishii, Y. Noguchi, S. Kamikawa, T. K. Fujita, K. Katoh, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Conf. Proc.

      巻: 3 ページ: 011057-1-4

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.011057

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Successive phase transitions in TbFe2Al102014

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, S. Kamikawa, I. Ishii, Y. Noguchi, T. K. Fujita, K. Fujii, and T. Nishioka
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Conf. Proc.

      巻: 3 ページ: 011038-1-4

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.011038

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] YbRhGeにおける弾性ソフト化と結晶場効果2015

    • 著者名/発表者名
      石井勲,野口慈仁,後藤弘季,Xiaojuan Xi,上川修平,荒木幸治,加藤健一,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] HoFe2Al10の歪み応答2015

    • 著者名/発表者名
      上川修平,石井勲,野口慈仁,後藤弘季,藤田貴弘,中川史也,谷田博司,世良正文,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] テトラヘドライトCu12-xTrxSb4S13 (Tr =Ni, Zn)における弾性ソフト化2015

    • 著者名/発表者名
      後藤弘季,石井勲,野口慈仁,上川修平,藤田貴弘,末國晃一郎,田中博巳,金輝成,高畠敏郎,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] テトラヘドライトCu12Sb4S13における弾性ソフト化2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝至,後藤弘季,石井勲,上川修平,野口慈仁,藤田貴弘,末國晃一郎,田中博己,高畠敏郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] PrT2Zn20 (T=Ir, Rh)の強磁場弾性応答2014

    • 著者名/発表者名
      石井勲,後藤弘季,上川修平,野口慈仁,Shadi Yasin,Sergei Zherlitsyn,Joachim Wosnitza,鬼丸孝博,松本圭介,高畠敏郎,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] HoRu2Al10の歪み応答2014

    • 著者名/発表者名
      上川修平,石井勲,野口慈仁,後藤弘季,藤田貴弘,中川史也,谷田博司,世良正文,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 重い電子系化合物YbPtGeにおける弾性ソフト化と結晶場効果2014

    • 著者名/発表者名
      後藤弘季,石井勲,野口慈仁,上川修平,藤田貴弘,加藤健一,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 逆ペロブスカイトPrRh3Cの非磁性基底状態2014

    • 著者名/発表者名
      山口智弘,脇舎和平,松本圭介,後藤弘季,石井勲,鬼丸孝博,梅尾和則,鈴木孝至
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Elastic anomalies of YbIrGe in magnetic fields2014

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, Y. Noguchi, I. Ishii, H. Goto, S. Kamikawa, T. K. Fujita, and K. Katoh
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems SCES2014
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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