2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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| Project/Area Number |
15H05883
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中辻 知 東京大学, 物性研究所, 教授 (70362431)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榊原 俊郎 東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)
小林 寿夫 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (40250675)
中西 良樹 岩手大学, 理工学部, 准教授 (70322964)
鈴木 通人 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (10596547)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | J-Physics / 局在多極子系 / 価数揺動系 / 多極子近藤系 / 超伝導 / 量子臨界現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下のように、さまざまな局在多極子系が示す伝導電子との混成効果の研究を行った。まず、四極子近藤系PrT2Al20において異方的磁歪、熱膨張を確認し混成効果との関係が明らかになった。価数揺動系YbAlB4の圧力下の実験からYb系では最大の30 Kを超える磁気転移を見出した。（中辻）イジング強磁性超伝導体URhGeについて角度分解の磁化測定を行い、量子相転移近傍の相図のウィング構造を決定することに成功した。新規カイラル物質EuPtSiの極低温磁化測定から中間磁場相が存在することがわかり、MnSiにおけるスカーミオン相と類似の現象が示唆される。（榊原）低温・強磁場中174Yb放射光メスバウアー分光測定手法を立ち上げ、Yb4f電子状態を直接観測することに成功した。その結果、磁場誘起のYb4f電子状態の変化に対応したメスバウアー・スペクトルの変化を観測した。（小林）これまで全角運動量J=0、7/2のEu化合物において、これまでの常識を覆し、従来の希土類化合物を遥かに凌ぐ弾性異常を発見した。（中西）異常ホール効果を発現する反強磁性秩序が強磁性秩序を特徴づける磁化に類する巨視的秩序パラメータ（クラスター多極子モーメント）を持つこと示し、その発現機構を明らかにした。（鈴木）c-f混成の異なる四極子系である PrT2Al20 (T= Ti, V)の中性子散乱実験を行った。その結果、V系において極めて幅の広い非弾性散乱ピークが観測されたが、これは強い混成効果を示す重要な実験結果である。（佐藤）準周期系の超伝導を微視的に調べるため、ペンローズ格子上で定義された引力ハバード模型を調べた。ペンローズ格子は並進対称性がないため、波数で特徴づけられる通常のクーパー対が形成されない。ギャップ関数が引力の強弱でどのように構造を変化させるかを明らかにした。（有田）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高磁場装置が導入されたことにより、四極子秩序による磁場誘起の量子臨界現象を磁歪により検出することに成功した。（中辻）磁場角度可変の磁化測定装置が順調に可動し、新しい実験成果が得られている。（榊原）国内外で初めて低温・磁場中174Yb放射光メスバウアー分光測定を可能し、高圧力下での測定も試み、2Kで 4GPa までのメスバウアー・スペクトル測定の可能性を確かめた。（小林）クラスター多極子の発見により、国内外での学術会議における発表を行い、成果をまとめた論文を出版している。また、同研究成果において提案した理論的枠組みを使った発展研究も進展している。（鈴木）当初の目標であるPrT2Al20(T=Ti, V)系の中性子非散乱実験をほぼ完了することができたため概ね順調に進展していると判断した。弾性散乱による秩序変数の決定は未完了であり今後の課題である。（佐藤）準周期系の超伝導の出発点となる解析が行われた。次年度以降、領域内の実験グループのデータと比較する上で重要な基礎となると考えられる。（有田）
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| Strategy for Future Research Activity |
多極子近藤系、価数揺動系の高磁場下での多角的測定により局在多極子の混成効果の研究を引き続き行う。（中辻）引き続き、URhGe、EuPtSiについて研究を行う。前者は一次転移の機構を多極子の観点から考察する。後者については、磁場の角度変化によりこの新奇秩序相をさらに詳しく調べる予定である。その他、PrTi2Al20系など多極子転移物質について、角度変化の磁化測定から新たな知見を得ることを計画している。（榊原）局在4f多極子間相互作用と伝導電子混成（近藤）効果との関係を、多重極限環境（低温・高磁場・高圧力）下174Yb放射光メスバウー分光法を用いて、超微細相互作用を通じた4f電子状態の直接観測により明らかにする。（小林）前年度導入されたヘリウム３冷凍機ならびに既存の希釈冷凍機を用いて、極低温磁場下での高感度超音波測定を4f^3系及び5d電子系で実施する。（中西）反強磁性の巨視的秩序パラメータに関する研究を進め、C01班との研究協力によって電気磁気効果などより一般の伝導現象の発現メカニズムの解明を目指した研究を実施する。（鈴木）磁場中中性子弾性散乱実験をさらに進めPrT2Al20(T = Ti, V) の秩序変数を決定する。
さらに、他の班と共同で希土類重い電子フラストレート系の中性子散乱実験を行うことにより新奇磁性を開拓する。（佐藤）領域内の実験グループにおいて、準周期系の超伝導が実際に発見され、物理量の精密な測定がはじめられている。準周期系超伝導体特有の特異なスペクトルに起因する特異現象（比熱の温度依存性、トンネルスペクトルなど）の計算を進め、実験との対比を行う。（有田）
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| Remarks |
東北大学 多元物質科学研究所 スピン量子物性研究分野 佐藤卓研究室
http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/sato_tj/
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Research Products
(107 results)
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[Journal Article] Disordered Route to the Coulomb Quantum Spin Liquid: Random Transverse Fields on Spin Ice in Pr2Zr2O72017
Author(s)
J. -J. Wen, S. M. Koohpayeh, K. A. Ross, B. A. Trump, T. M. McQueen, K. Kimura, S. Nakatsuji, Y. Qiu, D. M. Pajerowski, J. R. D. Copley and C. L. Broholm,
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 118
Pages: 107206-1-5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Slater to Mott Crossover in the Metal to Insulator Transition of Nd2Ir2O72016
Author(s)
M. Nakayama, Takeshi Kondo, Z. Tian, J.J. Ishikawa, M. Halim, C. Bareille, W. Malaeb, K. Kuroda, T. Tomita, S. Ideta, K. Tanaka, M. Matsunami, S. Kimura, N. Inami, K. Ono, H. Kumigashira, L. Balents, S. Nakatsuji, and S. Shin
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 117
Pages: 056403-1-6
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Quadrupole-Driven Non-Fermi Liquid and Magnetic-Field Induced Heavy Fermion States in a Non-Kramers Doublet System2016
Author(s)
T. Onimaru, K. Izawa, K. T. Matsumoto, T. Yoshida, Y. Machida, T. Ikeura, K. Wakiya, K. Umeo, S. Kittaka, K. Araki, T. Sakakibara, T. Takabatake
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 94
Pages: 075134-1-8
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Superconductivity and Non-Fermi-Liquid Behavior in the Heavy-Fermion Compound CeCo1-xNixIn52016
Author(s)
R. Otaka, M. Yokoyama, H. Mashiko, T. Hasegawa, Y. Shimizu, Y. Ikeda, K. Tenya, S. Nakamura, D. Ueta, H. Yoshizawa, and T. Sakakibara
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 85
Pages: 094713-1-7
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Spectroscopic evidence for type II Weyl semimetal state in MoTe22016
Author(s)
Lunan Huang, Timothy M. McCormick, Masayuki Ochi, Zhiying Zhao, Michi-To Suzuki, Ryotaro Arita, Yun Wu, Daixiang Mou, Huibo Cao, Jiaqiang Yan, Nandini Trivedi, Adam Kaminski
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Journal Title
Nature Materials
Volume: 15
Pages: 1155-1160
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 反強四極子秩序系PrV2Al20の高磁場相と異方的磁気抵抗効果2017
Author(s)
志村恭通, Qiu Zhang, Bin Zeng, Rico Uwe Schoenemann, Daniel Rhodes, 辻本真規, 酒井明人, 松本洋介, 榊原俊郎, Wenkai Zheng, Qiong Zhou, Luis Balicas, 中辻知
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府・豊中市）
Year and Date
2017-03-19
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[Presentation] カイラル反強磁性体Mn3Snにおける磁気光学効果と磁気ドメインの観測2017
Author(s)
肥後友也, Huiyuan Man, Daniel B. Gopman, Yury P. Kabanov, D, Olaf M. J. van't Erve, Yufan Li, Muhammad Ikhlas, Robert D. Shull, Chia-Ling Chien, 中辻知
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府・豊中市）
Year and Date
2017-03-19
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[Presentation] EuX4 (X = Al, Ga)における電荷密度波転移と弾性特性2017
Author(s)
長谷川潤弥, 中村匡宏, 谷口正弥, 大山雄輔, 中西良樹, 中村光輝, 吉澤正人, 仲村愛, 辺土正人, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府・豊中市）
Year and Date
2017-03-18
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[Presentation] 重い電子系化合物 -YbAlB4の低温における圧力・磁場下物性2017
Author(s)
大浦桃子, 池田修悟, 増田亮, 小林康浩, 瀬戸誠, 依田芳卓, 平尾直久, 河口沙織, 大石泰生, 鈴木慎太郎, 久我健太郎, 中辻知, 小林寿夫
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府・豊中市）
Year and Date
2017-03-17
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[Presentation] Pb1-xSnxの強磁場物性2017
Author(s)
秋葉和人, 三宅厚志, 酒井英明, 片山敬介, 坂本拓也, 花咲徳亮, 鷹岡貞夫, 中西良樹, 吉澤正人, 徳永将史
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府・豊中市）
Year and Date
2017-03-17
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[Presentation] カイラル反強磁性体Mn3Snの局所磁化測定2017
Author(s)
向笠清隆, 下澤雅明, 鈴木喜貴, 山下穣, Muhammad Ikhras, 冨田崇弘, 肥後友也, 中辻知, Marcin Konczykowski, 松田祐司, 松浦康平, 水上雄太, 芝内孝禎, 近藤潤, 杉井かおり, 中村壮智, 勝本信吾
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府・豊中市）
Year and Date
2017-03-17
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[Presentation] 四極子秩序をもつPrPb3の高圧物性2016
Author(s)
郷地順, 石垣賢卯, Bosen Wng, 上床美也, 狩野みか, 鬼丸孝博, 鈴木博之, 榊原俊郎
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-15
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[Presentation] KxFe2-yS2の圧力誘起相転移の研究II2016
Author(s)
土屋優, 池田修悟, 小林寿夫, 平尾直久, 今田沙織, 大石泰生, 亀卦川卓美, 岸本俊二, 上床美也, 長崎尚子, 王柏森
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-15
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[Presentation] ブリージングパイロクロア反強磁性体Ba3Yb2Zn5O11の低エネルギー励起と基底状態2016
Author(s)
白椽大, 木村健太, 松本洋介, 左右田稔, 世良正一 D Yu, R.A. Mole, 竹内徹也, 中辻知, 河野洋平, 榊原俊郎, L.-J. Chang, 益田隆嗣
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-14
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[Presentation] 熱伝導率測定から見た量子スピン液体Pr2Zr2O7中のフォトン励起の研究2016
Author(s)
寺澤大樹, 大西隆史, 山下卓也, 常盤欣文, 宇田川将文, 木村健太, Mario Halim, 中辻知, 寺嶋孝仁, 芝内孝禎, 松田祐司
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-14
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[Presentation] CeCoIn5のZn置換系における精密熱膨張・磁歪測定2016
Author(s)
三田村裕幸, E. Kampert, T. Foerster, K. Goetze, S. Zherlitsyin, J. Wosnitza, 榊原俊郎, 脇舎和平, 松本圭介, 鬼丸孝博, 高畠敏郎
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-14
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[Presentation] 熱伝導率測定および対破壊効果からみた重い電子系超伝導体CeCu2Si2の超伝導ギャップ構造2016
Author(s)
大西隆史, 寺澤大樹, 山下卓也, 常盤欣文, 橘高俊一郎, 榊原俊郎, H.S.Jeevn, C.Geibel, M. Konczykowski, 芳賀芳範, 水上雄太, 芝内孝禎, 寺嶋孝仁, 松田祐司
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-14
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[Presentation] 鉄系超伝導体Fe(Se1-xSx)の超音波測定2016
Author(s)
納口昇也, 赤坂直哉, 堀越啓太, 石塚紘晃, 中村光輝, 中西良樹, 綿重達哉, 笠原成, 芝内孝禎, 松田祐司, 吉澤正人
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-14
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[Presentation] Mn3Snの異常熱ホール効果2016
Author(s)
杉井かおり, 今井悠介, 下澤雅明, Muhammad Ikhlas, 清原直樹, 冨田崇弘, 中辻知, 山下穣
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-13
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[Presentation] PrT2Zn20(T=Ir, Rh)のパルス強磁場中磁気抵抗測定2016
Author(s)
三田村裕幸, E. Kampert, T. Foerster, K. Goetze, S. Zherlitsyin, J. Wosnitza, 榊原俊郎, 脇舎和平, 松本圭介, 鬼丸孝博, 高畠敏郎
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-13
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[Presentation] 超音波測定で探る籠状物質籠状物質SmTa2Al20の低温秩序相の弾性特性2016
Author(s)
中西良樹, 高橋祥平, 大山雄輔, 長谷川潤弥, 中村光輝, 吉澤正人, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 佐藤英行
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
Year and Date
2016-09-13
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