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2012 年度 実績報告書

Pr内包カゴ状化合物で発現する超伝導と電子軌道自由度の相関

公募研究

研究領域重い電子系の形成と秩序化
研究課題/領域番号 23102718
研究機関広島大学

研究代表者

鬼丸 孝博  広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (50444708)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワード超伝導 / 反強四極子秩序 / 構造相転移 / カゴ状構造
研究実績の概要

近年,カゴ状結晶構造をもつ化合物において,特異な超伝導状態や多彩な多極子物性,カゴ中の原子のラットリング振動などの,磁性とフォノン物性が融合した現象が注目されている。本研究では,4f電子を2個もつPrイオンを含む立方晶化合物PrT2Zn20 (T: 遷移金属)に着目し,研究を行ってきた。前年度はAFQ 秩序相内で超伝導を示すPrIr2Zn20のIrより価電子数が1つ少ないRhを含む PrRh2Zn20を作製し,AFQ秩序 と超伝導転移が同時に起こることを見出した。そこで本年度は,Rhをイオン半径に小さいCoで置換したPr(Rh1- xCox)2Zn20の試料作製と物性測定を行った。これまでにx≦0.9の系の試料作製に成功しており,x=0.9の格子定数はa=14.145(2) Aでありx=0と比べて0.9%小さくなる。磁気比熱の温度依存性において,10 K付近に現れるピークの高さはΓ3二重項-Γ4三重項の二準位モデルで再現できる。一方,0.05≦x≦0.9の系ではT3 Kでブロードな山が現れる。これは,Co置換によりPrを囲むZnのカゴが歪み,基底二重項の分裂幅がランダムに分布したためと考えられる。一方,超伝導転移温度TcはCo置換x=0.1でT0.045 Kへ低下することから,超伝導はCo置換により消失することが分かった。この結果は,四極子自由度の消失とともに超伝導状態が不安定になることを示唆する。一方,PrIr2Zn20のTQは加圧とともに上昇することから,四極子秩序は高圧下で安定する事が分かった。そのTQは1 GPa以上の圧力では飽和傾向を示す。また,国内外の測定グループに試料提供を行い,X線散乱,中性子散乱,μSR,NMR,超音波,ラマン散乱などの実験が進行中である。すでに多くの成果が得られており,そのいくつかについては原著論文として掲載された。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Well-Defined Crystal Field Splitting Schemes and Non-Kramers Doublet Ground States of f Electrons in PrT2Zn20 (T = Ir, Rh, and Ru)2013

    • 著者名/発表者名
      K. Iwasa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 82 ページ: 043707-1-5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.043707

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure effect on the ferromagnetism of an off-center rattling system Eu8Ga16Ge302012

    • 著者名/発表者名
      K. Umeo
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 391 ページ: 012075-1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012075

    • 査読あり
  • [雑誌論文] T-H Phase Diagram of PrPb3 in [001] and [110] Magnetic Field Directions2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 391 ページ: 012060-1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonmagnetic Γ3 doublet ground state in a caged compound PrRh2Zn202012

    • 著者名/発表者名
      N. Nagasawa
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 391 ページ: 012051-1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012051

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous superconducting and antiferroquadrupolar transitions in PrRh2Zn202012

    • 著者名/発表者名
      T. Onimaru
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 86 ページ: 144421-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.144421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of spin Hamiltonian in the Ni4 magnetic molecule2012

    • 著者名/発表者名
      K. Iida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 86 ページ: 064422-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.064422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonmagnetic ground states and phase transitions in the caged compounds PrT2Zn20 (T = Ru, Rh and Ir)2012

    • 著者名/発表者名
      T. Onimaru
    • 雑誌名

      J. Phys.: Condens. Matter

      巻: 24 ページ: 294207-1-5

    • DOI

      10.1088/0953-8984/24/29/294207

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multipole and superconducting state in PrIr2Zn20 probed by muon spin relaxation2012

    • 著者名/発表者名
      W. Higemoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 85 ページ: 235152-1-4

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.235152

    • 査読あり
  • [雑誌論文] カゴ状化合物Pr1-2-20系における非クラマース二重項と多彩な相転移2012

    • 著者名/発表者名
      鬼丸 孝博
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 47 (11) ページ: 565-576

    • 査読あり
  • [学会発表] SQUID磁束計を用いた極低温磁化測定によるPrPb3四極子秩序構造の探究2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤由昌
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-29 – 2013-03-29
  • [学会発表] 擬カゴメ格子重い電子系YbAgGeのフラストレート磁気構造2013

    • 著者名/発表者名
      梅尾和則
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-28 – 2013-03-28
  • [学会発表] Γ3基底二重項をもつ超伝導体PrRh2Zn20に対するCo置換効果2013

    • 著者名/発表者名
      長澤直裕
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-27 – 2013-03-27
  • [学会発表] PrT2Zn20 (T=Ru, Rh, Ir)の結晶場準位2013

    • 著者名/発表者名
      小林拓希
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-27 – 2013-03-27
  • [学会発表] 四極子秩序と超伝導が共存するPrIr2Zn20のLa置換効果2013

    • 著者名/発表者名
      松本圭介
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-27 – 2013-03-27
  • [学会発表] PrIr2Zn20の磁場誘起相転移における弾性異常2013

    • 著者名/発表者名
      石井勲
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-26 – 2013-03-26
  • [学会発表] 非弾性X線散乱によるPrT2Zn20 (T=Ru, Ir)のフォノン分散測定2013

    • 著者名/発表者名
      脇舎和平
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-26 – 2013-03-26
  • [学会発表] 非磁性基底二重項を持つPrT2Zn20 (T=Ru, Rh, Ir)における超伝導と反強四極子秩序,構造相転移2013

    • 著者名/発表者名
      鬼丸孝博
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第4回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2013-01-13 – 2013-01-13
  • [学会発表] 4f2配位を持つPr金属間化合物における多極子自由度と多彩な基底状態2012

    • 著者名/発表者名
      鬼丸孝博
    • 学会等名
      ISSPワークショップ「強相関物質開発の最前線」
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2012-10-22 – 2012-10-22
  • [学会発表] Pr内包カゴ状化合物rT2Zn20 (T=Ru, Rh, Os, Ir)の多極子自由度に起因する多彩な低温物性2012

    • 著者名/発表者名
      鬼丸孝博
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」ワークショップ
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • 年月日
      2012-09-26 – 2012-09-26
  • [学会発表] カゴ状化合物PrRu2Zn20の非弾性X線散乱2012

    • 著者名/発表者名
      脇舎和平
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-20 – 2012-09-20
  • [学会発表] Pr内包カゴ状化合物PrRh2Zn20のCo置換効果2012

    • 著者名/発表者名
      長澤直裕
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-20 – 2012-09-20
  • [学会発表] カゴ状化合物PrRh2Zn20の磁場中弾性率2012

    • 著者名/発表者名
      宗重仁士
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-20 – 2012-09-20
  • [学会発表] Pr内包カゴ状化合物PrRh2Zn20の構造相転移と超伝導転移に対する圧力効果2012

    • 著者名/発表者名
      菅野雄介
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-20 – 2012-09-20
  • [学会発表] PrPb3四極子秩序における磁場誘起多極子に起因した相転移現象2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤由昌
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-20 – 2012-09-20
  • [学会発表] PrIr2Zn20の極低温における熱輸送特性と磁場-温度相図2012

    • 著者名/発表者名
      池浦徹
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-19 – 2012-09-19
  • [学会発表] 非磁性基底二重項を持つ立方晶PrT2Zn20 (T=Rh, Ir)の反強四極子秩序と四極子近藤効果2012

    • 著者名/発表者名
      鬼丸孝博
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-18 – 2012-09-18
  • [学会発表] Superconducting, antiferroquadrupolar, and structural transitions in caged compounds PrT2Zn20 (T=Ru, Rh, and Ir)2012

    • 著者名/発表者名
      T. Onimaru
    • 学会等名
      12th Japanese-German symposium: Emergent Phenomena in Novel Quantum Phases of Condensed Matter
    • 発表場所
      Shuzenji, Japan
    • 年月日
      2012-07-16 – 2012-07-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Evidence of rattling transition in caged compounds LaRu2Zn20 and LaIr2Zn20: La-NMR studies2012

    • 著者名/発表者名
      H. Tou
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-13 – 2012-07-13
  • [学会発表] Raman scattering spectra of PrRu2Zn202012

    • 著者名/発表者名
      N. Ogita
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-13 – 2012-07-13
  • [学会発表] Quadrupolar ordering in a caged compound PrOs2Zn202012

    • 著者名/発表者名
      K. Wakiya
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-12 – 2012-07-12
  • [学会発表] Superconducting, antiferroquadrupolar, and structural transitions in caged compounds PrT2Zn20 (T=Ru, Rh, and Ir)2012

    • 著者名/発表者名
      T. Onimaru
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-10 – 2012-07-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Multipolar phase transition of the 4f2 nonmagnetic doublet in a caged compound PrRh2Zn202012

    • 著者名/発表者名
      N. Nagasawa
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-10 – 2012-07-10
  • [学会発表] Pressure effect on the structural and superconducting transitions in a caged compound PrRh2Zn202012

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugano
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-09 – 2012-07-09
  • [学会発表] Anisotropic c-f hybridization in a Kondo semiconductor CeFe2Al102012

    • 著者名/発表者名
      Y. Muro
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM) 2012
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-09 – 2012-07-09
  • [備考] 広島大学大学院先端物質科学研究科磁性物理学研究室

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/adsmmag/

URL: 

公開日: 2018-02-02  

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