電流と格子回転・歪みによる複合共役場を用いた拡張多極子検出の試み

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: J-Physics：多極子伝導系の物理
• 研究課題/領域番号: 18H04297
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 柳澤 達也 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10456353)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 超音波 / 奇パリティ多極子 / 四極子近藤効果 / 電気トロイダル秩序

研究実績の概要

公募研究D01班の鬼丸らとの共同研究としてPrを非磁性のYによって希釈したY1-xPrxIr2Zn2単結晶試料（x = 0.0, 0.034, 0.37）の系統的な超音波実験を行った。その結果、x=0.034の希釈極限試料では四極子近藤効果を実証する上での決め手となる弾性定数(C11-C12)/2の対数的温度変化の観測に成功した。一方、x = 0.37の中間濃度試料の極低温領域では対数的よりはむしろT^(1/2)に比例する温度依存性を示すことがわかった。また新たに超音波分散を発見した。
公募研究B01班の平井らとの共同研究として、パイロクロア酸化物Cd2Re2O7の逐次構造相転移にたいして予言されている電気トロイダル四極子秩序の実験的証拠を得るために、横波弾性 定数(C11-C12)/2とC44を横波超音波で測定し、秩序変数の対称性の検証を試みた。その結果、中間相において、巨大な周波数変化を伴う超音波吸収の増大と弾性定数のソフト化を観測した。
上記の成果は強相関電子系の多極子自由度を観測する本研究の目的と合致し、本新学術領域内での新たな共同研究が芽生えたことで、超音波測定技術を活かした今後のさらなる研究発展が期待できる。よって、当初の計画以上に進展したと言える。東北大金属材料研究所の25T-SCMに同軸管内蔵の２軸ゴニオメータを組み合わせ、URu2Si2のc面内磁気異方性を弾性定数で検証する実験の準備を終えた。しかし、本年度マグネットの不具合が発生し共同利用実験は延期となった。
研究当初から開発を続けている高温測定装置は耐熱同軸管の高温領域でのテストが完了し、冷却水系の安全スイッチ、防爆用のキャビネットなどを新たに設置し単結晶Siを用いた予備測定に漕ぎ着けた。しかし研究期間内にBaMn2As2の高温領域における弾性応答の測定は達成できなかったため、今後も研究を継続する予定。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] HZDR/TU Dresden(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: HZDR/TU Dresden
• [国際共同研究] Univ. of California, San Diego/California State University, Fresno/Los Alamos National Laboratory(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Univ. of California, San Diego/California State University, Fresno/Los Alamos National Laboratory
• [国際共同研究] Chalres University(チェコ)
  • 国名: チェコ
  • 外国機関名: Chalres University
• [雑誌論文] Logarithmic Elastic Response in the Dilute non-Kramers System Y1-xPrxIr2Zn20 (2020)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagisawa, H. Hidaka, H. Amitsuka, S. Zherlitsyn, J. Wosnitza, Y. Yamane, and T. Onimaru
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 29 ページ: 015002(1-9)
  • DOI: 10.7566/JPSCP.29.015002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quadrupolar susceptibility and magnetic phase diagram of PrNi2Cd20 with non-Kramers doublet ground state (2020)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Yanagisawa and Hiroyuki Hidaka and Hiroshi Amitsuka and Shintaro Nakamura and Satoshi Awaji and Elizabeth L. Green and Sergei Zherlitsyn and Joachim Wosnitza and Duygu Yazici and Benjamin D. White and M. Brian Maple
  • 雑誌名: Philosophical Magazine 巻: 100 ページ: 1268-1281
  • DOI: 10.1080/14786435.2019.1709912
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Linearly Polarized Hard X-Ray Photoemission Spectroscopy of PrBe13 (2020)
  • 著者名/発表者名: Satoru Hamamoto, Yuina Kanai-Nakata, Hidenori Fujiwara, Kentaro Kuga, Takayuki Kiss, Atsushi Higashiya, Atsushi Yamasaki, Shin Imada, Arata Tanaka, Kenji Tamasaku, Makina Yabashi, Tetsuya Ishikawa, Hiroyuki Hidaka, Tatsuya Yanagisawa, Hiroshi Amitsuka, Akira Sekiyama
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 29 ページ: 012010(1-6)
  • DOI: 10.7566/JPSCP.29.012010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unusual phase boundary of the magnetic-field-tuned valence transition in CeOs4Sb12 (2020)
  • 著者名/発表者名: K. Gotze, M. J. Pearce, P. A. Goddard, M. Jaime, M. B. Maple, K. Sasmal, T. Yanagisawa, A. McCollam, T. Khouri, P.-C. Ho, and J. Singleton
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 101 ページ: 075102(1-7)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.101.075102
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rare-Earth Atomic Motion in RBe13 (R: La, Pr, Sm) (2020)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tsutsui, Yusei Shimizu, Hiroyuki Hidaka, Akinari Kohriki, Ryoya Murata, Yoshitaka Yoda, Tatsuya Yanagisawa, Hiroshi Amitsuka
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 30 ページ: 011115(1-6)
  • DOI: https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magnetic Phase Diagram of Helical Magnet GdBe13 (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hidaka, Kota Mizuuchi, Tatsuya Yanagisawa, and Hiroshi Amitsuka
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 30 ページ: 011117(1-6)
  • DOI: 10.7566/JPSCP.30.011117
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence for the Single-Site Quadrupolar Kondo Effect in the Dilute non-Kramers System Y1-xPrxIr2Zn20 (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagisawa, H. Hidaka, H. Amitsuka, S. Zherlitsyn, J. Wosnitza, Y. Yamane, and T. Onimaru
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 123 ページ: 067201(1-6)
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.067201
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 単結晶Cd2Re2O7の横波超音波測定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三上義人, 柳澤達也, 日比野瑠央, 日高宏之, 網塚浩, 平井大悟郎, 廣井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第75回年次大会
• [学会発表] 単サイト四極子近藤効果の傍証：Y1－xPrxIr2Zn20の弾性応答II (2020)
  • 著者名/発表者名: 柳澤達也, 日比野瑠央, 日髙宏之, 網塚浩, Sergei Zherlitsyn, Joachim Wosnitza, 山根悠, 鬼丸孝博
  • 学会等名: 日本物理学会第75回年次大会
• [学会発表] Cd2Re2O7における熱膨張 (2020)
  • 著者名/発表者名: 日高宏之, 金子佑真, 村田怜也, 柳澤達也, 網塚浩, 田島聖士, 平井大悟郎, 廣井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第75回年次大会
• [学会発表] Logarithmic Elastic Response in the Dilute non-Kramers System Y1－xPrxIr2Zn20 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Yanagisawa
  • 学会等名: J-Physics 2019 International Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Corroborating Evidence for the Single-Site Quadrupolar Kondo Effect: Logarithmic Elastic Response in the Dilute non-Kramers System Y1－xPrxIr2Zn20 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Yanagisawa
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
  • 国際学会
• [学会発表] (Y,Pr)Ir2Zn20 の弾性応答に観る対数的温度変化と四極子近藤効果の連関 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柳澤達也
  • 学会等名: J-Physics 地域研究会 ‐ 本郷
  • 招待講演
• [学会発表] 単サイト四極子近藤効果の傍証：Y1－xPrxIr2Zn20の弾性応答 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柳澤達也
  • 学会等名: 日本物理学会第74回年次大会
• [学会発表] 単サイト四極子近藤効果の傍証：Y1－xPrxIr2Zn20の弾性応答 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柳澤達也
  • 学会等名: J-Physics 地域研究会 - 札幌
• [学会発表] Γ3 非クラマース二重項を持つ希釈極限系(Y,Pr) Ir2Zn20 における四極子感受率の対数的温度変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柳澤達也
  • 学会等名: J-Physics 地域研究会 - 北九州
• [備考] Jマテリアル研究室ホームページ
  • URL: http://phys.sci.hokudai.ac.jp/LABS/kyokutei/vlt/
• [備考] Jマテリアル研究室ホームページ（超音波グループ）
  • URL: http://sonicbangs.sci.hokudai.ac.jp/yanagisawa/