2015 Fiscal Year Annual Research Report
非クラマース系希土類化合物における四極子ゆらぎを媒介とした超伝導対形成の研究
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14J06440
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
脇舎 和平 広島大学, 先端物質科学研究科, 特別研究員(DC1)
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2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 希土類化合物 / カゴ状化合物 / 構造相転移 / 超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近, 4f2配位のPrを内包したカゴ状化合物PrT2X20 (T:遷移金属, X=Zn, Al) において, 4f電子がもつ四極子の自由度が関与する新奇な超伝導の可能性が指摘され注目を集めている。本研究では, 4f電子の多極子自由度と超伝導の相関を探るため, 同型の化合物であるPrOs2Zn20に着目し研究を行った。この化合物は, 構造相転移と超伝導転移をそれぞれTs=87 KとTc=0.06 Kで示す。本年度は, Prがもつ4f電子の電子状態を考える上で重要となる構造相転移の機構を調べた。最近行われた第一原理計算により, RT2Zn20の構造相転移では, 希土類原子と96gサイトのZn原子からなるカゴに内包された16cサイトのZn原子の低エネルギー振動が重要であることが指摘されていた。しかし, その存在を実験的に明らかにした研究報告はこれまでになかった。そこで, 150 Kで構造相転移を示す同型化合物LaRu2Zn20についてフォノン物性を調べた。非弾性X線散乱実験と比熱測定により, Zn原子の低エネルギー振動モードが 3 meVに存在することを見出した。この振動モードは, 構造相転移を示さないPrIr2Zn20やYRu2Zn20では高エネルギー側へシフトすることから, 構造相転移に寄与している可能性が高い。また, PrOs2Zn20の結晶場基底状態に関する情報を得るため, 同型構造をとる4f3配位のNdOs2Zn20を作製した。比熱と磁化を測定し, 平均場計算を行うことでNdサイトの結晶場準位を同定した。Ndの系で得られた結晶場パラメータを用いることにより, PrOs2Zn20のT>Tsでの結晶場基底状態は非磁性二重項であることがわかった。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Low-energy optical phonon modes in the caged compound LaRu2Zn202016
Author(s)
K. Wakiya, T. Onimaru, S. Tsutsui, T. Hasegawa, K. T. Matsumoto, N. Nagasawa, A. Q. R. Baron, N. Ogita, M. Udagawa, T. Takabatake
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 93
Pages: 064105, 1-6
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 非弾性X線散乱によるPrT2Zn20 (T=Rh, Ir)のフォノン分散測定2015
Author(s)
脇舎和平, 鬼丸孝博, 筒井智嗣, 松本圭介, 長澤直裕, 上西和登, 山口智弘, 山根悠, 高畠敏郎, Alfred Q. R. Baron, 長谷川巧, 荻田典男, 宇田川眞行
Organizer
日本物理学会 2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学千里山キャンパス
Year and Date
2015-09-18
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[Presentation] Inelastic x-ray scattering study of phonon dispersions in caged compounds RT2Zn20 (R: rare earth, T: transition metal)2015
Author(s)
Kazuhei Wakiya, Takahiro Onimaru, Satoshi Tsutsui, Keisuke T. Matsumoto, Naohiro Nagasawa, Toshiro Takabatake, Alfred. Q. R. Baron, Takumi Hasegawa, Norio Ogita, and Masayuki Udagawa
Organizer
15th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter, (Phonons 2015)
Place of Presentation
Nottingham, UK
Year and Date
2015-07-14
Int'l Joint Research
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