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論文

The $$f$$-electron state of the heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ and the isostructural family

目時 直人; Aczel, A. A.*; 青木 大*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Griveau, J.-C.*; 萩原 雅人*; Hong, T.*; 芳賀 芳範; 池内 和彦*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011123_1 - 011123_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011123

希土類(4$$f$$)やアクチノイド(5$$f$$)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体$$f$$電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPd$$_5$$Al$$_2$$と関連物質の$$f$$電子状態について述べる。

論文

Hard X-ray photoelectron spectroscopy study of Pt/Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$

小畠 雅明; 吉井 賢資; 福田 竜生; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 山上 浩志; 矢板 毅; 針井 一哉; 家田 淳一; 岡安 悟; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011192_1 - 011192_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011192

スピンゼーベック効果を示す系として注目されているPt/Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$(YIG)系に対し、放射光を用いた硬X線光電子分光(HAXPES)により表面及び界面の電子状態測定を行った。本系ではスピンゼーベック効果のほかに特異な性質を示すことが報告されている。例えば、外部磁場が存在しない状況でもホール効果を発現する。この起源として、YIG中のFe$$^{3+}$$イオンがPt膜に染み出し、磁性を持つ金属間化合物を生成している可能性が提案されている。そこでHAXPESの分析深さを利用し、界面近傍の鉄イオン等の電子状態を測定した。Ptの厚みが2nm, 5nm, 8nm, 10nmの試料を測定したところ、2nmと5nmの試料において鉄イオンの分析を行うことができた。Fe 1s光電子スペクトルからは、鉄イオンが3+のものと金属的な0価に近い2つの状態が存在することが判明し、上記の可能性を支持する結果が得られた。Pt 4fやO 1sスペクトルなども測定しており、詳しい結果は当日報告する。

論文

Coexistence of superconductivity with quadrupole order in a $$Gamma_3$$ system

久保 勝規

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011041_1 - 011041_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011041

Superconductivity in a model on a cubic lattice for a $$Gamma_3$$ non-Kramers system is discussed. In our previous studies, we have found that $$d$$-wave superconductivity with $$E_g$$ symmetry occurs in a wide parameter range in a $$Gamma_3$$ system. In such an anisotropic superconducting state, the cubic symmetry of the system can be broken. Since the quadrupole degrees of freedom is active in a $$Gamma_3$$ system, the effect of cubic symmetry breaking should be important. In $$d_{x^2-y^2}$$ or $$d_{3z^2-r^2}$$ superconducting state, a ferroquadrupole moment of $$O_2^0=3z^2-r^2$$ becomes finite. In this study, we investigate the coexisting states of the superconductivity and ferroquadrupole order of $$O_2^0$$ by a mean-field theory. Then, we find that superconducting transition temperature can be increased by the quadrupole ordering.

論文

Symmetry of hidden ordered state in URu$$_2$$Si$$_2$$; Our current understanding

神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; Walstedt, R. E.*; 播磨 尚朝*

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011035_1 - 011035_5, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011035

最近の調査により、URu$$_2$$Si$$_2$$の隠れた秩序と超伝導の対称性についての理解はかなり進んでいる。答えは遠くないようである。以下の問題と展望について議論する。

論文

Nature of structural instabilities in superconducting Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$

金子 耕士; Cheung, Y. W.*; Hu, Y.*; 今井 正樹*; 谷奥 泰明*; 金川 響*; 村川 譲一*; 森山 広大*; Zhang, W.*; Lai, K. T.*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011032_1 - 011032_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011032

A quantum critical point appears as a second-order phase transition which takes place at zero temperature. In contrast to heavy-fermion systems in which magnetism often plays a vital role, recent studies revealed that structural instabilities can drive a system to a quantum critical point as well. In quasi-skutterudite (Ca,Sr)$$_3T_4$$Sn$$_{13}$$ ($$T$$=Rh, Ir), Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$ exhibits superconductivity around $$T_{rm sc}$$$${sim}$$5 K and a structural transition at $$T^*{simeq}$$147 K. Applying physical or chemical pressure on Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$ suppresses $$T^*$$ rapidly, and a quasi-linear $$T$$ dependence of electrical resistivity, signature of non-Fermi liquid behavior, was observed where $$T^*$$ extrapolates to 0 K. The isomorphs (Ca$$_x$$Sr$$_{1-x}$$)$$_3$$Rh$$_4$$Sn$$_{13}$$ exhibits similar behavior, where the criticality can be reached by $$x{sim}$$0.9 without external pressure. Neutron scattering experiments in Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$ evidences the second order nature of the structural transition at $$T^*$$ by the observation of a continuous evolution of superlattice peak below $$T^*$$ and a gradual increase of critical scattering upon approaching to $$T^*$$ by cooling. Increase of $$x$$ in (Ca$$_x$$Sr$$_{1-x}$$)$$_3$$Rh$$_4$$Sn$$_{13}$$ toward the quantum critical point leads to the systematic variation of the critical exponents of the order parameter. In addition, this substitution induces the phonon softening around the M point towards zero energy revealed by inelastic X-ray scattering experiment. We will present systematic variations in both elastic and inelastic channels upon approaching to the quantum critical point.

論文

$$^{33}$$S nuclear magnetic resonance spectra of uranium disulfide $$beta$$-US$$_2$$

酒井 宏典; 徳永 陽; 芳賀 芳範; 神戸 振作; Ramakrishna, S. K.*; Reyes, A. P.*; Rosa, P. F. S.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*; Fisk, Z.*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011169_1 - 011169_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011169

半金属から半導体へクロスオーバーを示すウラン二硫化物$$beta$$-US$$_2$$について、核スピン$$I=3/2$$をもつ$$^{33}$$S核核磁気共鳴(NMR)法を用いて研究を行った。$$^{33}$$S核は自然存在比0.76%しかないため、このNMR実験のために50%まで濃縮した単結晶を育成した。結晶$$c$$軸方向に外部磁場をかけて、$$beta$$-US$$_2$$における$$^{33}$$S核NMRスペクトルを得ることができ、サイト同定を行った。

論文

Field-angular dependence of pairing interaction in URhGe; Comparison with UCoGe

徳永 陽; 青木 大*; Mayaffre, H.*; Kr$"a$mer, S.*; Julien, M.-H.*; Berthier, C.*; Horvati$'c$, M.*; 酒井 宏典; 神戸 振作; 服部 泰佑; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011037_1 - 011037_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011037

ウランを含む遍歴強磁性超伝導体では強磁性と超伝導がミクロに共存する。このことは強磁性揺らぎを媒介としたスピン三重項超伝導の存在を直感的に示唆している。またURhGeでは結晶のb軸に磁場をかけていくと、一度壊された超伝導が再び出現する(磁場誘起超伝導)。このようなウラン系遍歴強磁性超伝導体の特性は、磁気揺らぎによる超伝導のメカニズムを実験的に検証する格好の舞台を与えている。講演では単結晶試料において行ったNMR緩和率$$1/T_1$$の磁場角度依存性の結果について報告し、遍歴磁性超伝導体URhGeの磁気揺らぎと超伝導の関係について、UCoGeとの比較をしながら議論する。

論文

Successive phase transitions in $$R_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ ($$R$$: La and Ce) investigated using neutron and X-ray diffraction

中里 晟也*; 岩佐 和晃*; 橋本 大輔*; 塩澤 真未*; 桑原 慶太郎*; 中尾 裕則*; 佐賀山 基*; 石角 元志*; 大原 高志; 中尾 朗子*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011128_1 - 011128_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011128

Successive phase transitions of $$R_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ ($$R$$: La and Ce) were studied using neutron and X-ray diffraction techniques. A semimetal Ce$$_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ undergoes three phase transitions: an antiferromagnetic ordering characterized by a propagation vector $$q_{rm M}$$ = (1/2, 1/2, 2/5) below 0.6 K, a structural transformation with $$q_{rm S2}$$= (1/4, 1/4, 1/4) at 2.0 K, and another structural transformation with $$q_{rm S1}$$ = (1/2, 1/2, 0) above room temperature. La$$_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ was confirmed to be a superconductor below 2.5 K under the $$q_{rm S1}$$ = (1/2, 1/2, 0) structure that also appears above room temperature.

口頭

Electronic structure of UTe$$_2$$ studied by photoelectron spectroscopy

藤森 伸一; 川崎 郁斗; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 青木 大*

no journal, , 

The unconventional superconductors in $$f$$-based materials attract much attention in recent years. Recently, it was discovered that $$mathrm{UTe_2}$$ has relatively high transition temperature ($$T_mathrm{C} = 1.65~mathrm{K}$$), and it is classified into one of such class of materials. In the present study, we have studied the electronic structure of $$mathrm{UTe_2}$$ by the photoelectron spectroscopy with the soft X-raysynchrotron radiation. The band structure and Fermi surface of $$mathrm{UTe}_2$$ and their relationship to the result of the band-structure calculation will be discussed.

口頭

Magnetic and dielectric properties of Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$

深田 幸正*; 吉井 賢資; 藤原 孝将*; 林 直顕*; 福田 竜生; 水牧 仁一朗*; 重松 圭*; 東 正樹*; 武田 全康; 池田 直*

no journal, , 

希土類-鉄酸化物Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の磁性と誘電性について調べた。この物質は、申請者らが報告した強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R: 希土類)の関連物質であり、室温で鉄電荷秩序による強誘電性が報告されているものの、物性の報告例は少ない。本研究では多結晶及び単結晶のLu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の物性を調べた。磁化測定からは、磁気転移温度は270K近傍であり、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の250Kより高いことが分かった。また誘電率測定からは、誘電率が120K近傍でブロードなピークを描くことが分かった。さらに、誘電応答における系の均一性を示す指数もこの付近でピークを描き、120Kより低温では系は均質に近づいてゆくことも判明した。ブロードなピークは交流帯磁率測定からも観測されており、この物質の磁性と誘電性の相関を示す結果が得られた。

口頭

X-ray absorption study of perovskite Pr$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$CoO$$_{3}$$

松村 大樹; 吉井 賢資; 辻 卓也

no journal, , 

The perovskite-type oxides R$$_{1-x}$$A$$_{x}$$CoO$$_{3}$$ (R: rare earths, A: alkaline earths) have been extensively studied owing to a variety of many kinds of possible applications as well as their peculiar physical properties. A recent investigation proposed that Pr$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$CoO$$_{3}$$ is suitable for solid oxide fuel cells on the basis of its high electrical conductivity and excellent cell performance. In this study, we have performed X-ray absorption measurements using synchrotron radiation to reveal details of the electronic and crystallographic structures of this system. We have observed local structures around Co from extended X-ray absorption fine structure spectra. It was found that the Debye-Waller factor increased with increasing x up to $$sim$$0.2-0.3, while it is almost unchanged for x larger than $$sim$$0.2-0.3. This result suggests importance of static distortion on the electrical properties of this system.

口頭

Valence control of charge and orbital frustrated system YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ with electrochemical Li$$^{+}$$ intercalation

村瀬 知志*; 吉川 裕未*; 深田 幸正*; 池田 直*; 寺西 貴志*; 狩野 旬*; 藤井 達生*; 辻 卓也; 吉井 賢資

no journal, , 

We have investigated the electrochemical intercalation of Li$$^{+}$$ ions in electronic ferroelectric YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$, in which the ferroelectriciry is owing to the charge ordering of equimolar Fe$$^{2+}$$ and Fe$$^{3+}$$ on a triangular lattice. The main aim of this study is to control the ratio of Fe$$^{2+}$$/Fe$$^{2+}$$ ratio because the ratio should effect the interaction of iron ions and the appearance of a possible new electronic phase. X-ray absorption measurements at Fe K-edge showed that Fe$$^{3+}$$ is reduced completely to Fe$$^{2+}$$ by the Li$$^{+}$$ intercalation of about 100 mAh/g. With the increase of Li$$^{+}$$ amount, the X-ray diffraction showed the lattice expansion by the coulomb repulsion of Li$$^{+}$$. We also report the variation of fundamental properties such as magnetic, dielectric and electric conduction in accordance with the ratio control of Fe$$^{3}$$+ and Fe$$^{2+}$$.

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