2003 Fiscal Year Annual Research Report

充填スクッテルダイト構造に由来する新奇量子現象の解明

Research Project

Project/Area Number	15072203
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	榊原俊郎東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	石川征靖東京大学, 物性研究所, 教授 (70159705) 瀧川仁東京大学, 物性研究所, 教授 (10179575) 上田和夫東京大学, 物性研究所, 教授 (70114395) 松田祐司東京大学, 物性研究所, 助教授 (50199816) 上床美也東京大学, 物性研究所, 助教授 (40213524)
Keywords	スクッテルダイト / 異方的超伝導 / 四重極秩序 / 中性子散乱 / 核磁気共鳴 / 磁気相図 / 非フェルミ液体 / 金属非金属転移
Research Abstract	1 スクッテルダイト超伝導体PrOs_4Sb_<12>の超伝導状態の磁場下における熱伝導度測定、中性子回折による磁束格子の観測の実験を行った。中性子回折の実験では2回対称をもった磁束格子を観測した。また極低温領域の熱伝導度の磁場依存性の測定からもPrOs_4Sb_<12>はノードを持った超伝導体であることを確認した。 2 反強四極子秩序および磁場誘起重フェルミオン状態を示すPrFe_4p_<12>に対して^<31>P核NMR測定を行い、以下の事実を明らかにした。(1)四極子転移に伴い磁場中でのNMRスペクトルが分裂する。この分裂は磁気双極子ではなく主として磁気八極子の反強成分による。(2)核磁気緩和率1/T_1は高磁場重フェルミオン相において顕著な磁場方位依存性を示す。特に磁場を<111>方向へ印加した場合に1/T_1が著しく増強され、非フェルミ液体的な基底状態の存在が示唆される。 3 PrFe_4P_<12>の[111]方向の磁化温度変化を100mKまで測定し、8T以上の高磁場領域に新たに相転移を発見し、この物質で観測されている非フェルミ液体的振舞いの機構の手がかりが得られた。また、PrRu_4P_<12>の磁化率を100mKまで測定した結果、およそ半分のPr^<3+>が磁気的な3重項基底状態を有することが分かった。 4 新しい強磁性近藤格子SmFe_4P_<12>のSmをLaで置換した系の帯磁率の測定から、近藤温度が約30Kと求められた。また、La置換によって強磁性が消失する近傍の常磁性領域で帯磁率の極大を見いだし、メタ磁性を予測し、強磁場て磁化測定を行った結果、実際に約25Tでメタ磁性が現れることを確認した。 5 スクッテルダイト化合物PrRu_4P_<12>の金属絶縁体転移について、理論的考察を行った。また、115系と呼ばれる重い電子系CeTIn_5(T=Ir and Co)、 PuCoGa_5およびNpCoGa_5について、その電子構造を明らかにし、磁性と超伝導の関連について議論した。

Research Products

(15 results)

All Other

All Publications (15 results)

[Publications] K.Izawa et al.: "Multiple Superconducting Phases in New Heavy Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>"Phys.Rev.Lett.. 90. 117001 (2003)
[Publications] K.Kakuyanagi et al.: "Antiferromagnetic vortex core in Tl_2Ba_2CuO_<6+δ> studied by nuclear magnetic resonance"Phys.Rev.Lett.. 90. 197003 (2003)
[Publications] A.Shibata et al.: "Anomalous Flux Flow Resistivity in Two Gap Superconductor MgB_2"Phys.Rev.B. 68. 060501 (2003)
[Publications] Y.Nakajima et al.: "Normal-state Hall Angle and Magnetoresistance in quasi-2D Heavy Fermion CeCoIn_5 near a Quantum Critical Point."J.Phys.Soc.Jpn. 73. 5-8 (2003)
[Publications] T.Tayama et al.: "Magnetic phase diagram of the heavy fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>"J.Phys.Soc.Jpn. 72. 1516-1522 (2003)
[Publications] D.T.Adroja et al.: "Investigation of the spin gap formation in a heavy fermion skutterudite compound CeRu_4Sb_<12>"Phys.Rev.B. 68. 094425 (2003)
[Publications] I.Shirotani et al.: "Superconductivity of new filled skutterudite YFe_4P_<12> prepared at high pressure"J.Phys.Condens.Matter. 15. S2201 (2003)
[Publications] N.Takeda et al.: "Ferromagnetic Kondo-lattice compound SmFe_4P_<12>"J.Phys.:Condens.Matter. 15. L229 (2003)
[Publications] H.Harima et al.: "Origin of the Metal-Insulator Transition in PrRu_4P_<12>"Acta Physica Polonica B. 34. 1189-1192 (2003)
[Publications] S.H.Curnoe et al.: "Quadrupolar ordering in half-integral spin systems"Physica B. 329-323. 474-475 (2003)
[Publications] T.Maehira et al.: "Electronic Structure and Fermi Surface of PuCoGa_5 and NpCoGa_5"Phys.Rev.Lett.. 90. 207007-1-207007-4 (2003)
[Publications] H.Aoki et al.: "Field-angle dependence of the zero-energy density of states in the unconventional heavy-fermion superconductor CeCoIn_5"J.Phys.Condens.Matter. 16. L13-L19 (2004)
[Publications] T.Sakakibara et al.: "Liquid-gas transition in the spin-ice dysprosium titanate"J.Mag.Mag.Mater. (印刷中).
[Publications] N.Takeda et al.: "Competition between Kondo effect and ferromagnetic interaction in skutterudite La_<1-x>Sm_xFe_4P_12"J.Magn.Magn.Mater. (印刷中).
[Publications] D.T.Adroja et al.: "Study of the hybridization gap in a heavy fermion compound : CeRu_4Sb_<12>"J.Magn.Magn.Mater. (印刷中).

2003 Fiscal Year Annual Research Report

充填スクッテルダイト構造に由来する新奇量子現象の解明

Principal Investigator

榊原 俊郎 東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)

Research Products

[Publications] K.Izawa et al.: "Multiple Superconducting Phases in New Heavy Fermion Superconductor PrOs_4Sb_<12>"Phys.Rev.Lett.. 90. 117001 (2003)

[Publications] K.Kakuyanagi et al.: "Antiferromagnetic vortex core in Tl_2Ba_2CuO_<6+δ> studied by nuclear magnetic resonance"Phys.Rev.Lett.. 90. 197003 (2003)

[Publications] A.Shibata et al.: "Anomalous Flux Flow Resistivity in Two Gap Superconductor MgB_2"Phys.Rev.B. 68. 060501 (2003)

[Publications] Y.Nakajima et al.: "Normal-state Hall Angle and Magnetoresistance in quasi-2D Heavy Fermion CeCoIn_5 near a Quantum Critical Point."J.Phys.Soc.Jpn. 73. 5-8 (2003)

[Publications] T.Tayama et al.: "Magnetic phase diagram of the heavy fermion superconductor PrOs_4Sb_<12>"J.Phys.Soc.Jpn. 72. 1516-1522 (2003)

[Publications] D.T.Adroja et al.: "Investigation of the spin gap formation in a heavy fermion skutterudite compound CeRu_4Sb_<12>"Phys.Rev.B. 68. 094425 (2003)

[Publications] I.Shirotani et al.: "Superconductivity of new filled skutterudite YFe_4P_<12> prepared at high pressure"J.Phys.Condens.Matter. 15. S2201 (2003)

[Publications] N.Takeda et al.: "Ferromagnetic Kondo-lattice compound SmFe_4P_<12>"J.Phys.:Condens.Matter. 15. L229 (2003)

[Publications] H.Harima et al.: "Origin of the Metal-Insulator Transition in PrRu_4P_<12>"Acta Physica Polonica B. 34. 1189-1192 (2003)

[Publications] S.H.Curnoe et al.: "Quadrupolar ordering in half-integral spin systems"Physica B. 329-323. 474-475 (2003)

[Publications] T.Maehira et al.: "Electronic Structure and Fermi Surface of PuCoGa_5 and NpCoGa_5"Phys.Rev.Lett.. 90. 207007-1-207007-4 (2003)

[Publications] H.Aoki et al.: "Field-angle dependence of the zero-energy density of states in the unconventional heavy-fermion superconductor CeCoIn_5"J.Phys.Condens.Matter. 16. L13-L19 (2004)

[Publications] T.Sakakibara et al.: "Liquid-gas transition in the spin-ice dysprosium titanate"J.Mag.Mag.Mater. (印刷中).

[Publications] N.Takeda et al.: "Competition between Kondo effect and ferromagnetic interaction in skutterudite La_<1-x>Sm_xFe_4P_12"J.Magn.Magn.Mater. (印刷中).

[Publications] D.T.Adroja et al.: "Study of the hybridization gap in a heavy fermion compound : CeRu_4Sb_<12>"J.Magn.Magn.Mater. (印刷中).

榊原俊郎東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)