2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of strongly correlated multipole materials
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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| Project/Area Number |
15H05886
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
野原 実 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (70272531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鬼丸 孝博 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (50444708)
水口 佳一 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (50609865)
秋光 純 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (80013522)
播磨 尚朝 神戸大学, 理学研究科, 教授 (50211496)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | J-Physics / 多極子伝導系 / スピン軌道相互作用 / 物質開発 / 超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに整備した物質合成装置と化学分析装置を活用して強相関多極子の候補物質の合成を進め、希釈冷凍機システムなどを用いて評価を行った。さらに電子状態計算によりフェルミ面とスピン構造などを明らかにした。具体的な成果を以下に示す。(1) ハニカム構造を有する新規超伝導体BaPtAsとBaPtSbを発見、理論予測されるカイラルd波超伝導状態を検証するために必要な単結晶試料を得た。(2) 四極子活性なPr 1-2-20系のPr希釈系の極低温での比熱、電気抵抗測定から、非フェルミ液体挙動がPrの単サイト効果に起因することを明らかにし、単サイト２チャンネル近藤効果の可能性を指摘した。また追加配分の経費で付加的に実施した実験から、6テスラ以上の磁場でPr基底状態の残留エントロピーが放出されることが確認できた。(3) 新しい層状超伝導体NaSn2As2、Ceをドープ化学種とするBiCh2系の新超伝導体、多層構造をもつ新物質La2O2Bi3AgS6を開発した。さらに追加配分の経費により付加的に実施した同位体効果の実験から、BiCh2系では超伝導発現に対してフォノンの寄与がほとんど無いことを明らかにした。(4) メカニカルアロイ法およびLaおよびH同時置換の方法により、層状イリジウム酸化物への高濃度キャリア注入に成功した。ミュオン測定から常磁性相に短距離反強磁性クラスターが存在するGriffiths相が存在することを発見した。(5) Sn(1-x)In(x)Teにおける超伝導を発見。(6) Cd2Re2O7の低温相をパリティの破れた立方晶と仮定した構造最適化の計算を行い、フェルミ面とスピン構造を決定した。(7) U3Ni3Sn4のフェルミ面をB01と共同で明らかにした。(8) CsW2O6の構造相転移後の立方晶絶縁体相の電子状態計算を行い、フェルミ面のネスティングと構造相転移の関係を指摘した。
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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
研究計画は当初実施計画に沿って推進した。ハニカム構造を持つ新規超伝導体BaPtAsとBaPtSbを見出し、単結晶育成に成功したので、ミュオン実験によるカイラルｄ波超伝導状態の検証、光電子分光やドハースファンアルフェン効果によるスピン偏極したフェルミ面の観察への目処がついた。層状イリジウム酸化物への高濃度キャリア注入に成功し、磁気相図が明らかになった。層状超伝導体NaSn2As2やSn(1-x)In(x)Teなど、いくつかの新しい超伝導物質を発見した。Cd2Re2O7, Yb4Sb3, UNi4B, RuAs, CsW2O6などの強相関多極子物質と関連物質の電子状態計算が進み、フェルミ面とスピン構造が明らかになった。また研究項目C01とD01を中心にトピカルミーティング「どう創る？：キラル磁性体と拡張多極子」を開催し、多極子の概念に基づいた物質開発のアイデアを共有した。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画研究内、計画研究と公募研究間での共同研究を積極的に進める。ハニカム構造を持つBaPtAsとBaPtSbについては、カイラルｄ波超伝導状態の検出をミュオン実験、核磁気共鳴実験の共同研究により進める。またスピン分裂したフェルミ面の理論計算と角度分解光電子分光などによる観察を行う。J=1/2フェルミオンによる超伝導を狙った層状イリジウム酸化物への高濃度キャリア注入実験については、理論計算によって最適な化学ドープ種を選定するなど、理論と実験の共同研究を進める。特に研究項目A01, B01, C01 とのトピカルミーティングを開催し、J=5/2フェルミオンが電気伝導を担うアクチノイド化合物の知見を取り入れた物質開発を進める。
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Research Products
(134 results)
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[Journal Article] Pressure-induced superconductivity in AgxBi2－xSe32018
Author(s)
T. He, X. F. Yang, T. Terao, T. Uchiyama, T. Ueno, K. Kobayashi, J. Akimitsu, T. Miyazaki, T. Nishioka, K. Kimura, K. Hayashi, N. Happo, H. Yamaoka, H. Ishii, Y.-F. Liao, H. Ota, H. Goto, and Y. Kubozono
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 97
Pages: 104503-1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic phase diagram of Sr2-xLaxIrO4 synthesized by mechanical alloying2018
Author(s)
K. Horigane, M. Fujii, H. Okabe, K. Kobayashi, R. Horie, H. Ishii, Y. F. Liao, Y. Kubozono, A. Koda, R. Kadono, and J. Akimitsu
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 97
Pages: 064425-1-8
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A Novel One-Dimensional Electronic State at IrTe2 Surface2017
Author(s)
D. Ootsuki, H. Ishii, K. Kudo, M. Nohara, M. Takahashi, M. Horio, A. Fujimori, T. Yoshida, M. Arita, H. Anzai, H. Namatame, M. Taniguchi, N. L. Sain, and T. Mizokawa
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 86
Pages: 123704-1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Distinct local structure of superconducting Ca10M4As8(Fe2As2)5 (M=Ir,Pt)2017
Author(s)
E. Paris, T. Wakita, O. Proux, T. Yokoya, K. Kudo, D. Mitsuoka, T. Kimura, K. Fujimura, N. Nishimoto, S. Ioka, M. Nohara, T. Mizokawa, and N. L. Saini
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 96
Pages: 224507-1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Linear Dichroism in angle-resolved core-level photoemission spectra reflecting 4 f ground-state symmetry of strongly correlated cubic Pr compounds2017
Author(s)
S. Hamamoto, S. Fujioka, Y. Kanai, K. Yamagami, Y. Nakatani, K. Nakagawa, H. Fujiwara, T. Kiss, A. Higashiya, A. Yamasaki, T. Kadono, S. Imada, A. Tanaka, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, K. T. Matsumoto, T. Onimaru, T. Takabatake, and A. Sekiyama
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 86
Pages: 123703-1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Crystal structure, site selectivity, and electronic structure of layered chalcogenide LaOBiPbS32017
Author(s)
Y. Mizuguchi, Y. Hijikata, T. Abe, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, Y. Goto, A. Miura, S. Lee, S. Torii, T. Kamiyama, C. H. Lee, M. Ochi, and K. Kuroki
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Journal Title
EPL
Volume: 119
Pages: 26002-1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Intrinsic Phase Diagram of Superconductivity in the BiCh2-Based System Without In-Plane Disorder2017
Author(s)
K. Nagasaka, A. Nishida, R. Jha, J. Kajitani, O. Miura, R. Higashinaka, T. D. Matsuda, Y. Aoki, A. Miura, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, H. Usui, K. Kuroki, and Y. Mizuguchi
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 86
Pages: 074701-1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evolution of the remnant Fermi-surface state in the lightly doped correlated spin-orbit insulator Sr2－xLaxIrO42017
Author(s)
K. Terashima, M. Sunagawa, H. Fujiwara, T. Fukura, M. Fujii, K. Okada, K. Horigane, K. Kobayashi, R. Horie, J. Akimitsu, E. Golias, D. Marchenko, A. Varykhalov, N. L. Saini, T. Wakita, Y. Muraoka, and T. Yokoya
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 96
Pages: 041106-1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Electronic structure of Ag1-xSn1+xSe2 (x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.25 and 1.0)2017
Author(s)
T. Wakita, E. Paris, K. Kobayashi, K. Terashima, M. Y. Hacisalihoglu, T. Ueno, F. Bondino, E. Magnano, I. Pis, L. Olivi, J. Akimitsu, Y. Muraoka, T. Yokoya, and N. L. Saini
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Journal Title
Phys. Chem. Chem. Phys.
Volume: 19
Pages: 26672-26678
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Quasi-two-dimensional Fermi surfaces with localized f electrons in the layered heavy-fermion compound CePt2In72017
Author(s)
K. Gotze, Y. Krupko, J. A. N. Bruin, J. Klotz, R. D. H. Hinlopen, S. Ota, Y. Hirose, H. Harima, R. Settai, A. McCollam, and I. Sheikin
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 96
Pages: 075138-1-9
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Ag1-xSn1+xSe2 (x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.25 及び1.0)の電子状態2018
Author(s)
脇田高徳, Eugenio Paris, 小林夏野, 寺嶋健成, Muammer Yasin Hacisalioglu, 上野哲平, Federica Bondino, Elena Magnano, G, Igor Pis, Luca Olivi, 秋光純, 村岡祐治, 横谷尚睦, Naurang L. Saini
Organizer
日本物理学会第73回年次大会（2018年）
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[Presentation] 高い熱電変換性能を有するクラスレート化合物Ba8Ga16Sn30の液体状態の非弾性X線散乱測定2017
Author(s)
乾雅祝, 末國晃一郎, 梶原行夫, 細川伸也, 鬼丸孝博, 高畠敏郎, 中島陽一, 松田和博, 尾原幸治, 内山裕士, 筒井智嗣
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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[Presentation] 角度分解内殻光電子スペクトル線二色性を用いた強相関立方晶Pr化合物4f基底状態対称性の観測2017
Author(s)
濱本諭, 藤岡修平, 金井惟奈, 山神光平, 中谷泰博, 中川広野, 藤原秀紀, 木須孝幸, 東谷篤志, 山崎篤志, 今田真, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 松本圭介, 鬼丸孝博, 高畠敏郎, 関山明
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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[Presentation] ミスフィット層状化合物(PbSe)1.16(TiSe2)2におけるバンド構造の観測2017
Author(s)
高橋健吾, 上野哲平, 新谷慈, 北村未歩, 堀場弘司, 組頭広志, 下志万貴博, 坂野昌人, 小林夏野, 秋光純, 石坂香子
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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[Presentation] Spin excitations in hole-overdoped Fe-based superconductors2017
Author(s)
C. H. Lee, K. Horigane, K. Kihou, J. T. Park, F. Wasser, N. Qureshi, Y. Sidis, R. Kajimoto, K. Ikeuchi, S. Ji, J. Akimitsu and M. Braden
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems, SCES2017
Int'l Joint Research
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