2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of strongly correlated multipole materials
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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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, 教授 (50444708)
水口 佳一 首都大学東京, 理学研究科, 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 |
強相関多極子伝導系の物質探索と電子状態計算などを行い、以下の成果を得た。
(1) BaPtAsにおける２つの六方晶の多形と超伝導を見出した。さらにBaPtSbのミュオン実験を行い、カイラル超伝導状態を示唆する結果を得た。(2) 新しいファン・デル・ワールス超伝導体Na(1-x)Sn2P2を発見した。さらにNaSn2As2においてSnのバレンス・スキップ効果を見出した。(3) 岩塩型ブロック層を有する新規超伝導体La2O2Bi3AgS6を発見し、ブロック層による物質設計の有効性を示した。(4) Agをドープしたトポロジカル絶縁体Bi2Se3における圧力誘起超伝導相を発見した。(5) スピン軌道型モット絶縁体Sr2IrO4への高濃度電子ドープを進めた。STM/STS測定からLaが不均一に置換され、低エネルギーに不均一なギャップ構造が現れることを明らかにした。(6) 非磁性基底二重項をとるPr希薄系Y(Pr)Ir2Zn20の電気抵抗率と比熱の非フェルミ液体的な温度依存性が、組成ごとの特性温度でスケールできることを見出し、単サイトの四極子近藤効果を提案した。(7) 同型のNd化合物では、磁性をもつ二重項に起因した非フェルミ液体的挙動を見出した。(8) 立方晶PrMgNi4の結晶場基底状態が非磁性二重項であることを同定し、0.1 Kまで相転移を示さないことを明らかにした。(9) 反転対称性のない化合物U3Ni4Sn4、Yb4Sb3、UPt5のスピン自由度で分裂したフェルミ面を明らかにし、量子振動現象の軌道交差について考察を行なった。この他、重い電子系化合物を中心とした多くの化合物の電子状態を、電場勾配やフェルミ面の実験との比較から明らかにした。(10) URu2Si2の隠れた秩序の秩序変数をランク５の電気32極子であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
以下の点において当初の計画以上に進展している。
(1) ハニカム構造を持つ超伝導体BaPtAsとBaPtSbが見出され、ミュオン実験が実施され、理論的に予測されたカイラル超伝導状態を示唆する緩和率の変化が観測された。次年度もJ-PARCにおいてミュオン実験を実施することになっている。さらに、カイラル超伝導状態の理論について研究項目C01との連携研究が進んでいる。(2) 新しいファン・デル・ワールス超伝導体Na(1-x)Sn2P2が見出された。またSnのバレンス・スキップ効果という、新しい高温超伝導メカニズムに繋がる効果が見出された。(3) 四極子近藤効果の希薄系の研究が進んでいる。(4)スピン分裂したフェルミ面の計算から、量子振動現象の軌道交差に関する理解が進展した。(5) また、12月にニュージーランドにおいて「jフェルミオンの物理と物質」に関する国際ワークショップを開催した。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画研究間、計画研究と公募研究間での共同研究を積極的に進める。特に、以下の研究項目について共同研究を推進する。(1)ウルマナイトおよび関連化合物における量子輸送現象、特に金属状態で現れる巨大熱起電力の理解と、ウルマナイト化合物において報告されている弱い超伝導の正体の解明。(2) BiやPbなどにおける孤立電子対効果とバレンススキップ効果を利用した物性開発。(3) 四極子が活性となる新たな立方晶化合物の開発。(4) Sr2IrO4への高濃度キャリア注入の実験的実現。(5) f電子化合物において初めてスキルミオン形成が確認されたEuPtSiのフェルミ面のスピン構造の決定。また、研究者間の連携促進と5d電子系における物質開発と物性開拓の強化を念頭に、6月に九州工業大学において研究会を開催する。
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Research Products
(150 results)
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[Journal Article] Fermi level tuning of Ag-doped Bi2Se3 topological insulator2019
Author(s)
E. Uesugi, T. Uchiyama, H. Goto, H. Ota, T. Ueno, H. Fujiwara, K. Terashima, T. Yokoya, F. Matsui, J. Akimitsu, K. Kobayashi, Y. Kubozono
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Pages: 5376-1～8
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Electronic States of Antiferromagnet FeSn and Pauli Paramagnet CoSn2019
Author(s)
M. Kakihana, K. Nishimura, D. Aoki, A. Nakamura, M. Nakashima, Y. Amako, T. Takeuchi, T. Kida, T. Tahara, M. Hagiwara, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 88
Pages: 014705-1～6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] De Haas-van Alphen Experiment and Fermi Surface Properties in Field-Induced Ferromagnetic State of MnP2019
Author(s)
S. Kawakatsu, M. Kakihana, M. Nakashima, Y. Amako, A. Nakamura, D. Aoki, T. Takeuchi, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 88
Pages: 044705-1～7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Fermi Surface Properties of Semimetals YSb, LuSb, YBi, and LuBi Studied by the de Haas-van Alphen Effect2019
Author(s)
M. Kakihana, K. Nishimura, T. Takeuchi, Y. Haga, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 88
Pages: 044712-1～11
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Unconventional Superconductivity in Heavy Fermion UTe22019
Author(s)
D. Aoki, A. Nakamura, F. Honda, D. X. Li, Y. Homma, Y. Shimizu, Y. J. Sato, G. Knebel, J.-P. Brison, A. Pourret, D. Braithwaite, G. Lapertot, Q. Niu, M. Valiska, H. Harima, J. Flouquet
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 88
Pages: 043702-1～5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Temperature-dependent local structure and superconductivity of BaPd2As2 and SrPd2As22018
Author(s)
K. Terashima, E. Paris, L. Simonelli, E. Salas-Colera, A. Puri, T. Wakita, Y. Yamada, S. Nakano, H. Idei, K. Kudo, M. Nohara, Y. Muraoka, T. Mizokawa, T. Yokoya, N. L. Saini
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 98
Pages: 094525-1～5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Commensurate versus incommensurate charge ordering near the superconducting dome in Ir1-xPtxTe2 revealed by resonant x-ray scattering2018
Author(s)
K. Takubo, K. Yamamoto, Y. Hirata, H. Wadati, T. Mizokawa, R. Sutarto, F. He, K. Ishii, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, G. Matsuo, H. Ishii, M. Kobayashi, K. Kudo, M. Nohara
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 97
Pages: 205142-1～9
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evidence for s-wave pairing with atomic scale disorder in the van der Waals superconductor NaSn2As22018
Author(s)
K. Ishihara, T. Takenaka, Y. Miao, O. Tanaka, Y. Mizukami, H. Usui, K. Kuroki, M. Konczykowski, Y. Goto, Y. Mizuguchi, T. Shibauchi
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 98
Pages: 020503-1～5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Metamagnetic crossover in the quasikagome Ising Kondo-lattice compound CeIrSn2018
Author(s)
S. Tsuda, C. L. Yang, Y. Shimura, K. Umeo, H. Fukuoka, Y. Yamane, T. Onimaru, T. Takabatake, N. Kikugawa, T. Terashima, H. T. Hirose, S. Uji, S. Kittaka, T. Sakakibara
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 98
Pages: 155147-1～7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Determination of the local structure of Sr2-xMxIrO4 (M = K, La) as a function of doping and temperature2018
Author(s)
K. Terashima, E. Paris, E. Salas-Colera, L. Simonelli, B. Joseph, T. Wakita, K. Horigane, M. Fujii, K. Kobayashi, R. Horie, J. Akimitsu, Y. Muraoka, T. Yokoya, N. L. Saini
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Journal Title
Physical Chemistry Chemical Physics
Volume: 20
Pages: 23783～23788
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Anisotropic Magnetic Fluctuations in Ferromagnetic Superconductor UGe2: 73Ge-NQR Study at Ambient Pressure2018
Author(s)
Y. Noma, H. Kotegawa, T. Kubo, H. Tou, H. Harima, Y. Haga, E. Yamamoto, Y. Onuki, K. M. Itoh, E. E. Haller, A. Nakamura, Y. Homma, F. Honda, D. Aoki
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 87
Pages: 033704-1～5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 73Ge-NMR study on magnetic fluctuations of ferromagnetic superconductor UGe22018
Author(s)
Y. Noma, H. Kotegawa, T. Kubo, H. Tou, H. Harima, Y. Haga, E. Yamamoto, Y. Onuki, K. M. Itoh, E. E. Haller, A. Nakamura, Y. Homma, F. Honda, D. Aoki
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Journal Title
Physica B: Condensed Matter
Volume: 536
Pages: 543～545
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 擬カゴメ近藤格子化合物CeTSn (T=Rh, Ir)の磁気フラストレーションとLaIrSnの超伝導2019
Author(s)
津田研, 楊崇立, 志村恭通, 山根悠, 梅尾和則, 鬼丸孝博, 高畠敏郎, 福岡宏, 菊川直樹, 寺嶋太一, 廣瀬陽代, 宇治進也, 橘高俊一郎, 榊原俊郎
Organizer
日本物理学会2019年春季大会
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[Presentation] 超重電子系化合物YbCo2Zn20の元素置換による量子臨界性の制御2019
Author(s)
志村恭通, 北澤崇文, 津田研, 山根悠, 梅尾和則, 鬼丸孝博, 高畠敏郎, 廣瀬陽代, 菊川直樹, 寺島太一, 宇治進也
Organizer
日本物理学会2019年春季大会
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[Presentation] Quantum Criticality and Metamagnetic Crossover in Quasi-Kagome Kondo Lattice CeIrSn2019
Author(s)
Y. Shimura, S. Tsuda, C. L. Yang, K. Umeo, H. Fukuoka, Y. Yamane, T. Onimaru, T, Takabatake, N. Kikugawa, T. Terashima, H. T. Hirose, S. Uji, S. Kittaka, T. Sakakibara, A. Worl, P. Gegenwart
Organizer
2nd International Workshop Emergent Condensed-Matter Physics (ECMP 2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Approaching to a Quantum Critical Point in Super-Heavy-Fermion Compound YbCo2Zn202019
Author(s)
T. Kitazawa, Y. Shimura, S. Tsuda, S. Bachas, P. Gegenwart, Y. Yamane, K. Umeo, T. Onimaru, T, Takabatake, H. T. Hirose, N. Kikugawa, T. Terashima, S. Uji
Organizer
2nd International Workshop Emergent Condensed-Matter Physics (ECMP 2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] μSR法を用いたSr2-xLaxIrO4の磁気相図の決定2019
Author(s)
町田一樹, 堀金和正, 藤井政徳, 岡部博孝, 小林夏野, 堀江理恵, 石井啓文, 久保園芳博, 幸田章宏, 門野良典, 秋光純
Organizer
日本物理学会第74回年次大会(2019年)
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[Presentation] 新規超伝導体開発に向けたSr2-xLaxIrO4の光電子ホログラフィーによる原子サイト解析2019
Author(s)
堀江理恵, 室隆桂之, 松下智裕, 深見駿, 角田了, 松田博之, 富本晃吉, 堀金和正, 小林夏野, 春山雄一, 大門寛, 秋光純
Organizer
日本物理学会第74回年次大会(2019年)
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[Presentation] Frustration-induced quantum critical behavior in the quasi-Kagome Kondo lattice system CeIrSn2018
Author(s)
S. Tsuda, C. Yang, K. Umeo, H. Fukuoka, Y. Yamane, T. Onimaru, T. Takabatake, N. Kikugawa, T. Terashima, H. Hirose, S. Uji
Organizer
21st Intern. Conf. on Magnetism (ICM 2018)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 擬カゴメ近藤格子系CeIrSnの磁気フラストレーション2018
Author(s)
津田研, 楊崇立, 山根悠, 梅尾和則, 志村恭通, 鬼丸孝博, 高畠敏郎, 福岡宏, 菊川直樹, 寺嶋太一, 廣瀬陽代, 宇治進也, 橘高俊一郎, 榊原俊郎
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] Ge K端EXAFSでみるI型クラスレート化合物Eu8Ga16Ge30のゲスト原子挙動の圧力効果2018
Author(s)
石松直樹, 横山渓, 鬼丸孝博, 高畠敏郎, 末國晃一郎, 河村直己, 水牧仁一朗, 筒井智嗣, 伊奈稔哲, 綿貫徹, 入舩徹男, V. Cuartero, O. Mathon, S. Pascarelli
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] Structure and transport properties of Pt0.75Pd0.25Te2 under pressure2018
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Yanan Wang, Xiaofan Yang, Tong He, Tomoya Taguchi, Kaya Kobayashi, Jun Akimitsu, Hitoshi Yamaoka, Hirofumi Ishii, Hidenori Goto, Ritsuko Eguchi, Yoshihiro Kubozono
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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