公募研究
蛍石型化合物 AuAl2，AuGa2，AuIn2 の順良単結晶をブリッジマン法で育成し，dHvA 効果の実験を行った。実験結果は J-Physics の代表者の播磨尚朝氏のバンド 計算結果と 90% 以上一致していたが，小さなフェルミ面に差異があった。次にパイライト型化合物に関しては，J-Physics メンバーの松田達磨氏との共同研究で CuS2 と CuSe2 の高温高圧下での単結晶育成にチャレンジした。両化合物 とも良質な単結晶で，残留抵抗比 RRR = 100 であった。フェルミ面の性質が明らかになった。更にウルマナイト NiSbS と荷電子数が同じパイライト型の AuSb2 の純良単結晶育成にも成功した。AuSb2 のフェルミは NiSbS のフェルミ面に良く似ていて， NiSbS では結晶反転対称性の破れを反映して，4種類のそれぞれのフェルミ面が2つに分裂していることが明らかにされた。 ウルマナイト型化合物では，前述の NiSbS 以外に反強磁性体 EuPtSi の純良単結晶育成に成功し，J-Physics メンバーの榊原俊郎氏の協力の下で磁気的性質が明らかにされつつある。カイラル構造に基づくスピンフラストレーションを反映して，ネール点は 4.05 K と低く，しかも1次に近い相転移であった。更に興味深いことには，反強磁性相の中に閉じた磁気相が存在することを見出し，同じ結晶構造でスカーミオンとして知られる MnSi に因んで，A相と名付けた。この A相で磁化に関係な異常ホール抵抗以外の新たなホール抵抗が見出された。現在 A相を明らかにすべく J-Physics メンバーの協力の下，中性子散乱，共鳴X線散乱，NMR 等の実験が行われ，その論文の刊行，提出が進行している。
1: 当初の計画以上に進展している
様々な立方晶の化合物で，ドハース・ファンアルフェン効果の実験とバンド計算から電子状態の研究が進展した。中でも EuPtSi の純良単結晶を基に，現在進展している研究は特筆すべき成果である。遷移金属化合物の MnSi 等で発見された磁気スキルミオンが希土類化合物の EuPtSi の 4f 電子系でも発見されたのは EuPtSi が始めてのことである。ホール抵抗測定で申請者が磁気スキルミオンの存在を示唆したが，磁気スキルミオンに特徴的な六角形の中性子散乱パターンが検出された。ただし，そのサイズは MnSi の 180 オングストロームに比べて１桁小さく 18 オングストームであった。この成果は 2019 年の J. Phys. Soc. Jpn. の１月号に掲載され，Editors 'Choiceに選ばれた。また，2019年2月18日付けの科学新聞にその内容が掲載された。2019 年春季日本物理学会（九州大学）ではシンポジュウムが持たれ，申請者，中性子散乱実験の金子耕士さん、共鳴X線散乱実験の田端千紘さんが EuPtSi に関して特別講演を行なった。更に，本年秋に開催される Strongly Correlated Electron Systems(SCES) の国際会議（岡山）及び，そのサテライト会議（神戸）で申請者や上記の方々が招待講演をすることになっている。EuPtSi では純良な単結晶が育成されたので，ドハース・ファンアルフェン振動が検出され，キラル構造を反映したフェルミ面の分裂が明らかにされ，その研究内容は J.Phys. Soc. Jpn. に投稿中である。
EuPtSi の研究はいろいろな研究グループから注目され，μSR の実験，超音波吸収の共同研究のための単結晶育成を進める。また，EuPtSi と類似化合物の EuPtGe でも単結晶は小さいが育成されたので，研究を進める。更に，EuIrP も同じ結晶構造なので，単結晶育成を試みたい。磁気スキルミオンが 4f 電子系では始めて EuPtSi で見出されたので，Eu 以外の他の希土類化合物へと発展できないか物質開発を進めたい。まずは六方晶化合物で結晶反転対称性の破れた HoAgGe，DyAgGe 等でも研究を進めたい。
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Journal of the Physical Society of Japan
巻: 88 ページ: 013702～013702
10.7566/JPSJ.88.013702
Journal of Alloys and Compounds
巻: 788 ページ: 361～366
10.1016/j.jallcom.2019.02.213
巻: 87 ページ: 064706～064706
10.7566/JPSJ.87.064706
巻: 87 ページ: 074709～074709
10.7566/JPSJ.87.074709
