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

2015 年度 実績報告書

• 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)において発見した新奇磁場誘起量子相転移の起源解明の為に，電気四極子の感受率である超音波実験などを行う．平成27年度は，PrT2Zn20の磁場方向[110]において，弾性率(C11-C12)/2の磁場依存性測定を28 Tまで（温度は40 mKまで）行った．11 Tまでの測定は現有の超伝導マグネットを用いて行い，28 Tまでの測定は東北大学金属材料研究所 強磁場超伝導材料研究センターとの共同研究で希釈冷凍機付きハイブリッド磁石を用いて行った．その結果，両物質の2 K以下での(C11-C12)/2の磁場依存性は，磁場誘起相転移点で明確な折れ曲がりを示した．
我々は，両物質の相転移磁場以下の磁場領域，かつ2 K以下において4f電子の多極子と格子が結合した新規バイブロニック状態を考えており，磁場誘起相転移の起源として磁場による新規バイブロニック状態の破れの可能性を提案している．時計回りと反時計回りの回転が縮重している新規バイブロニック状態を調べることを目的として，超音波実験から回転応答を調べる為に，上記の(C11-C12)/2の測定では回転不変性測定も行った．これは，印可磁場方向を結晶学的に等価な軸（[110]と[1-10])，かつ横波超音波の進行方向と変位方向とで別々に測定した結果から得られる．その結果，不変であるはずの両測定で磁場誘起相境界を境に明確な変化が見られ，回転応答に異常が現れることがわかった．このことは，磁場誘起相転移が新規バイブロニック状態の磁場による破れに起因することと矛盾しない．確固たるものにする為に，磁場方向[100]，弾性率C44での回転応答の測定を進めるとともに，結果の解析を進めている．この他に，ドイツ国立ドレスデン強磁場研究所でS. Zherlitsyn博士らと実施した共同研究の成果を論文として公表した．

研究成果

• [国際共同研究] ドイツ国立ドレスデン強磁場研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ドイツ国立ドレスデン強磁場研究所
• [国際共同研究] The Czech academy of sciences(チェコ)
  • 国名: チェコ
  • 外国機関名: The Czech academy of sciences
• [雑誌論文] Exotic Ground State and Elastic Softening under Pulsed Magnetic Fields in PrTr2Zn20 (Tr = Rh, Ir) (2016)
  • 著者名/発表者名: I. Ishii, H. Goto, S. Kamikawa, S. Yasin, S. Zherlitsyn, J. Wosnitza, T. Onimaru, K. T. Matsumoto, T. Takabatake, and T. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 ページ: 043601
  • DOI: http://doi.org/10.7566/JPSJ.85.043601
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Crystal Electric Field Effect on 4f-Hole and Magnetic Phase Diagram in Heavy-Fermion Compound YbPtGe Determined from Ultrasonic Measurements (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Xi, I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, S. Kamikawa, K. Araki, K. Katoh, and T. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 124602
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.84.124602
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Elastic softening in the orthorhombic compound YbPdGe (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, X. Xi, S. Kamikawa, K. Araki, K. Katoh, and T. Suzuki
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 166-170
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.022
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Elastic softening in the tetrahedrite Cu12Sb4S13 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, H. Goto, I. Ishii, Y. Noguchi, S. Kamikawa, K. Suekuni, H. I. Tanaka, and T. Takabatake
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 443-446
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.054
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Elastic softening in HoFe2Al10 (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kamikawa, I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, T. K. Fujita, F. Nakagawa, H. Tanida, M. Sera, and T. Suzuki
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 187-191
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.024
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Elastic softening and phase transition characteristics in YbPtGe (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Xi, I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, S. Kamikawa, K. Araki, K. Katoh, and T. Suzuki
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 516-521
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.065
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Elastic anomalies of YbIrGe in magnetic fields (2015)
  • 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: 592 ページ: 012018
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/592/1/012018
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 超音波によるカイラル化合物DyNi3Ga9の逐次相転移の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石井勲，竹澤巧基，Xiaojuan Xi，後藤弘季，上川修平，二宮博樹，松本裕司，大原繁男，鈴木孝至
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [学会発表] HoRu2Al10の磁場中弾性率 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上川修平，石井勲，後藤弘季，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71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [学会発表] 有機無機層状ペロフスカイト型化合物 (CnH2n+1NH3)2MeCl4におけるマルチフェロイック性の探求 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒見龍裕，大谷峻玄，越智大斗，松本康宏，石井勲，鈴木孝至
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [学会発表] キラル構造を持つ希土類化合物YbNi3Al9の弾性率 (2016)
  • 著者名/発表者名: Xiaojuan Xi，石井勲，松本康宏，後藤弘季，竹澤巧基，上川修平，二宮博樹，松本裕司，大原繁男，鈴木孝至
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [学会発表] Ultrasonic study on the chiral rare-earth compound YbNi3Al9 (2016)
  • 著者名/発表者名: X. Xi, I. Ishii, Y. Matsumoto, H. Goto, K. Takezawa, S. Kamikawa, H. Ninomiya, Y. Matsumoto, S. Ohara, and T. Suzuki
  • 学会等名: Core-to-Core International Meeting χMag2016 Symposium
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2016-02-21 – 2016-02-24
  • 国際学会
• [学会発表] YbRhGeの磁場中弾性率と磁気相図 (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 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16 – 2015-09-19
• [学会発表] HoFe2Al10における磁場誘起相転移 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上川修平，石井勲，後藤弘季，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 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16 – 2015-09-19
• [学会発表] Elastic anomalies of Heavy-Fermion Compound YbPtGe in magnetic fields (2015)
  • 著者名/発表者名: Xiaojuan Xi，石井勲，野口慈仁，後藤弘季，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 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16 – 2015-09-19
• [学会発表] キラル化合物DyNi3Ga9の多段磁気転移における弾性異常 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井勲，竹澤巧基，Xiaojuan Xi，後藤弘季，上川修平，二宮博樹，松本裕司，大原繁男，鈴木孝至
  • 学会等名: J-Physics：多極子伝導系の物理 キックオフミーティング
  • 発表場所: 神戸大学統合研究拠点コンベンションホール
  • 年月日: 2015-09-14 – 2015-09-15
• [学会発表] Elastic softening in the orthorhombic compound YbPdGe (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, X. Xi, S. Kamikawa, K. Araki, K. Katoh, and T. Suzuki
  • 学会等名: 20th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Elastic softening in the tetrahedrite Cu12Sb4S13 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, H. Goto, I. Ishii, Y. Noguchi, S. Kamikawa, K. Suekuni, H.I. Tanaka, and T. Takabatake
  • 学会等名: 20th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Elastic softening in HoFe2Al10 (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kamikawa, I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, T.K. Fujita, F. Nakagawa, H. Tanida, M. Sera, and T. Suzuki
  • 学会等名: 20th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] New dipolar ordering of (C2H5NH3)2CuCl4 below 26 K (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sakami, T. Ohtani, X. Xi, I. Ishii, and T. Suzuki
  • 学会等名: 20th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Elastic softening and phase transition characteristics in YbPtGe (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Xi, I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, S. Kamikawa, K. Araki, K. Katoh, and T. Suzuki
  • 学会等名: 20th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [備考] 広島大学 大学院先端物質科学研究科 低温物理学研究室
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/ltlab/