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論文

Anomalous vortex dynamics in the spin-triplet superconductor UTe

常盤欣文; 酒井宏典; 神戸振作; Opletal, P.; 山本悦嗣; 木俣基*; 淡路智*; 佐々木孝彦*; 柳瀬陽一*; 芳賀芳範; et al.

Physical Review B, 108(14), p.144502_1 - 144502_5, 2023/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.144502

被引用回数：0

-軸磁場下で-軸方向の電流を用いて測定することで、スピン3重項超伝導体UTeにおけるボルテックスダイナミクスを研究しました。驚くべきことに、超伝導状態の深部で、島状の臨界電流の低い領域を発見しました。この現象は、ボルテックスのピンニングが弱まった結果と考えられます。特筆すべきは、この領域が最近提案された中間磁場の超伝導相と一致していることです。我々は、中間磁場超伝導状態において非特異的なボルテックスが存在する可能性を検討しました。この中間状態では、複数の超伝導成分が混合するためボルテックスの中心部で超伝導の秩序パラメータが完全に消えない可能性があり、それがピニングが弱まる原因になっている可能性があります。

論文

Field induced multiple superconducting phases in UTe along hard magnetic axis

酒井宏典; 常盤欣文; Opletal, P.; 木俣基*; 淡路智*; 佐々木孝彦*; 青木大*; 神戸振作; 徳永陽; 芳賀芳範

Physical Review Letters, 130(19), p.196002_1 - 196002_6, 2023/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.196002

被引用回数：5 パーセンタイル：92.42(Physics, Multidisciplinary)

$T_{rm c}$ =2.1Kのウラン2テルル化物単結晶における超伝導相図を磁気困難軸である結晶軸方向に磁場をかけて調べた。電気抵抗と交流帯磁率を同時に測定した結果、低磁場超伝導(LFSC)相と高磁場超伝導(HFSC)相が、対照的な磁場-角度依存性をもつことがわかった。結晶の純良性が上がったことにより、LFSC相の上部臨界磁場は上昇したものの、HFSC相が現れる特徴磁場 $H^{ast}$ は、単結晶の純良性に関わらず、15Tと一定であることがわかった。また、 $H^{ast}$ 近傍のLFSC相内に、弱い渦糸ピン留め力で特徴づけられる中間超伝導相を示唆する新たな相線の形跡を捉えた。

論文

Partial breakdown of translation symmetry at a structural quantum critical point associated with a ferroelectric soft mode

石井悠衣*; 山本有梨沙*; 佐藤直大*; 南部雄亮*; 河村聖子; 村井直樹; 尾原幸治*; 河口彰吾*; 森孝雄*; 森茂生*

Physical Review B, 106(13), p.134111_1 - 134111_7, 2022/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.134111

被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)

We report that complete suppression of a phonon-driven structural phase transition causes partial breakdown of a three-dimensional translation symmetry in a well-defined sublattice. This state is revealed for a dielectric compound, Ba $_{1-x}$ SrAlO, that comprises an AlO network incorporated into a hexagonal Ba(Sr) sublattice. Pair distribution function analyses and inelastic neutron scattering experiments provide clear-cut evidence of the AlO network forming a continuum of Al-O short-range correlations similar to glasses, whereas the Ba(Sr) sublattice preserves the original translational symmetry. This glassy network significantly dampens the phonon spectrum and transforms it into the broad one resembling those typically observed in glass materials.

論文

Homogeneity of (U, )O ( = Th, Np) prepared by supercritical hydrothermal synthesis

白崎謙次*; 田端千紘*; 砂賀彩光*; 酒井宏典; Li, D.*; 小中真理子*; 山村朝雄*

Journal of Nuclear Materials, 563, p.153608_1 - 153608_11, 2022/05

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2022.153608

被引用回数：2 パーセンタイル：53.91(Materials Science, Multidisciplinary)

添加剤を変えながらウラン酸化物(U, )O (=Th, Np)固溶体を超臨界水熱合成で調製した。それらの試料の均質性をVegard則に基づいた結晶構造解析や、(U, Np, Na)O固溶体については、 $^{23}$ Na核核磁気共鳴(NMR)によって調べた。その結果、(i) (U, Th)O $_{2+x}$ 固溶体の場合は、炭酸アンモニウムを添加剤として、IV価ウランから出発し、(ii) (U, Np)O $_{2+x}$ の場合は、エタノールを添加剤として、VI価ウランから出発すると、均質な試料が得られることがわかった。

論文

Bound spinon excitations in the spin- $frac{1}{2}$ anisotropic triangular antiferromagnet Ca $_{3}$ ReO $_{5}$ Cl $_{2}$

那波和宏*; 平井大悟郎*; 古府麻衣子; 中島健次; 村崎遼*; 小金聖史*; 木俣基*; 野尻浩之*; 廣井善二*; 佐藤卓*

Physical Review Research (Internet), 2(4), p.043121_1 - 043121_11, 2020/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.043121

= $frac{1}{2}$ 異方的三角格子反強磁性体Ca $_{3}$ ReO $_{5}$ Cl $_{2}$ においてスピノンに類した磁気励起が存在するかを確かめるべく、中性子非弾性散乱実験を行った。得られた磁気励起は、スピノン束縛対の形成によって解釈できるものであった。また、Cs $_{2}$ CuCl $_{4}$ よりもRPA近似による解釈が良く合い、より朝永-ラッティンジャー液体に近い系であると考えられる。

論文

Dynamical spin-to-charge conversion on the edge of quantum spin Hall insulator

荒木康史; 三澤貴宏*; 野村健太郎*

Physical Review Research (Internet), 2(2), p.023195_1 - 023195_11, 2020/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.023195

We theoretically manifest that the edge of a quantum spin Hall insulator (QSHI), attached to an insulating ferromagnet (FM), can realize a highly efficient spin-to-charge conversion. Based on a one-dimensional QSHI-FM junction, the electron dynamics on the QSHI edge is analyzed, driven by a magnetization dynamics in the FM. Under a large gap opening on the edge from the magnetic exchange coupling, we find that the spin injection into the QSHI edge gets suppressed while the charge current driven on the edge gets maximized, demanded by the band topology of the one-dimensional helical edge states.

論文

Barnett effect in paramagnetic states

小野正雄; 中堂博之; 針井一哉; 岡安悟; 松尾衛; 家田淳一; 高橋遼*; 前川禎通; 齊藤英治

Physical Review B, 92(17), p.174424_1 - 174424_4, 2015/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.174424

被引用回数：29 パーセンタイル：74.62(Materials Science, Multidisciplinary)

We report the observation of the Barnett effect in paramagnetic states by mechanically rotating gadolinium (Gd) metal with a rotational frequency of up to 1.5 kHz above the Curie temperature. An in situ magnetic measurement setup comprising a high-speed rotational system and a fluxgate magnetic sensor was developed for the measurement. Temperature dependence of the observed magnetization follows that of paramagnetic susceptibility, indicating that any emergent magnetic field is proportional to the rotational frequency and is independent of temperature. From the proportionality constant of the emergent field, the gyromagnetic ratio of Gd is calculated to be -29 5 GHz/T. This study revisits the primordial issue of magnetism with modern technologies to shed new light on the fundamental spin-rotation coupling.

論文

Reentrant superconductivity driven by quantum tricritical fluctuations in URhGe; Evidence from $^{59}$ Co NMR in URh $_{0.9}$ Co $_{0.1}$ Ge

徳永陽; 青木大*; Mayaffre, H.*; Krmer, S.*; Julien, M.-H.*; Berthier, C.*; Horvati, M.*; 酒井宏典; 神戸振作; 荒木新吾*

Physical Review Letters, 114(21), p.216401_1 - 216401_5, 2015/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.216401

被引用回数：51 パーセンタイル：89.51(Physics, Multidisciplinary)

ウラン化合物URhGeでは、磁場でいったん壊された超伝導が、ある特定の方向にさらに強い磁場かけると、再び出現するという特異な超伝導現象が見つかっていたが、その詳細なメカニズムはこれまでわかっていなかった。今回の研究では、物質にかける磁場の強さと方向を変えながら、核磁気共鳴法を用いてCoを一部置換したURhGeの電子状態の変化を調べた。その結果、超伝導が出現する約13Tの臨界磁場領域において、物質内部の磁気的ゆらぎが著しく増大していることが明らかになった。この結果は、強い磁場が量子相転移の三重臨界点近傍において物質内の磁化のゆらぎを増大させ、その増大によって超伝導状態が安定化されていることを示している。強い磁場は超伝導を壊してしまうため、これまで超伝導の応用にとっては好ましくないものでしかなかったが、今回見つかったメカニズムでは、むしろ強い磁場が超伝導を誘起している。今後、磁場で制御するウラン化合物の新たな機能性の解明や、強磁場下で動作する超伝導デバイスへの応用が期待される。

論文

Theoretical study of resonant inelastic X-ray scattering spectrum in the Hubbard ladder

筒井健二; 遠山貴己*; 前川禎通*

Physica C, 470(Suppl.1), p.S232 - S233, 2010/12

https://doi.org/10.1016/j.physc.2009.10.042

被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)

梯子格子系銅酸化物の銅K吸収端共鳴非弾性X線散乱スペクトルを、数値的厳密対角化法を用いて計算した。これまでに梯子格子系における散乱スペクトルの運動量依存性に、基底状態におけるスピン・シングレット状態の形成状態と関係していることが示唆された。一方で梯子の対角方向に沿ったホールの飛び移りの符号により、スピン・シングレット状態の形成強度が劇的に変化することが明らかになっている。そこで本研究では共鳴非弾性X線散乱スペクトルの形状とスピン・シングレット状態の関係をより明確にするために、梯子の対角方向に沿ったホールの飛び移りを加えてスペクトルの変化を調べた。その結果、実際に状態とスペクトルが関係することを明らかにした。

論文

Anisotropic transport properties of NpPdAl

松田達磨; 芳賀芳範; 青木大*; 本間佳哉*; 立岩尚之; 山本悦嗣; 大貫惇睦

Journal of Physics; Conference Series, 200, p.012113_1 - 012113_4, 2010/02

https://doi.org/10.1088/1742-6596/200/1/012113

被引用回数：2 パーセンタイル：64.59(Materials Science, Multidisciplinary)

ZrNiAl-型結晶構造の異方的超伝導体NpPdAlについて、電気抵抗及びホール効果測定を行った。電気抵抗の温度依存性は、異方的で、電流方向[001]では、すべての温度範囲で、[100]方向より大きい値を示す。高温では、近藤効果に特徴的なの振る舞いを示す。ホール抵抗の磁場依存性は、55kOeまで線形な振る舞いを示す。ホール係数は、c軸方向で負の値を示すが、a軸方向では、温度の上昇とともに劇的に負から正の値へと変化することがわかった。

論文

Advanced neutron shielding material using zirconium borohydride and zirconium hydride

林孝夫; 飛田健次; 中森裕子*; 折茂慎一*

Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.119 - 121, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.12.073

被引用回数：80 パーセンタイル：98.17(Materials Science, Multidisciplinary)

先進遮蔽材料として水素化ホウ化ジルコニウム(Zr(BH $_{4}$ ) $_{4}$ )及び水素化ジルコニウム(ZrH $_{2}$ )の性能を評価するために中性子遮蔽計算を実施した。優れた遮蔽材料は外部の構造材の深刻な放射化を防止するために必要とされている。Zr(BH $_{4}$ ) $_{4}$ の水素密度はZrH $_{2}$ よりわずかに多いにもかかわらず、遮蔽性能はZrH $_{2}$ より低い。これは中性子の効率的な遮蔽には、水素原子と同様に原子番号が大きな原子が必要であることを示しており、さらにZr(BH $_{4}$ ) $_{4}$ と鋼の組合せにより中性子遮蔽性能が向上することがわかった。(Zr(BH $_{4}$ ) $_{4}$ とF82Hの組合せ)及び(ZrH $_{2}$ とF82Hの組合せ)は、(水とF82Hの組合せ)より遮蔽材の厚さをそれぞれ6.5%, 19%減らすことが可能であることがわかった。他の材料と比較してZr(BH $_{4}$ ) $_{4}$ を遮蔽材に用いた場合、ホウ素の効果により100eV以下の中性子束が大幅に減少する。これにより核融合炉からの放射性廃棄物の減少に寄与することが可能である。

論文

Ga NQR relaxation rates in superconductor PuRhGa

酒井宏典; 神戸振作; 徳永陽; 藤本達也; Walstedt, R. E.*; 安岡弘志; 青木大*; 本間佳哉*; 山本悦嗣; 中村彰夫; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68(11), p.2103 - 2106, 2007/11

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.08.039

被引用回数：1 パーセンタイル：7.46(Chemistry, Multidisciplinary)

最近見つかったプルトニウム化合物超伝導体はその高い超伝導転移温度から非常に注目されている。われわれは、PuRhGaにおいて、核磁気共鳴(NMR/NQR)を用いた研究を行っている。結晶学的に異なる2つのGa位置について、おのおのに対応するNQR信号を発見し、NQR緩和率測定を行った。その結果から、スピン揺らぎの異方性についての情報を得た。

論文

Single crystal growth, superconductivity and Fermi surface study of plutonium compounds

芳賀芳範; 青木大*; 山上浩志*; 松田達磨; 中島邦久; 荒井康夫; 山本悦嗣; 中村彰夫; 本間佳哉*; 塩川佳伸*; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 444-445, p.114 - 118, 2007/10

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.11.206

被引用回数：3 パーセンタイル：28.09(Chemistry, Physical)

プルトニウム化合物における「高温」超伝導の発見により、プルトニウム及び超ウラン化合物への関心が高まっている。われわれは、PuInについて、世界で初めてフェルミ面の実験的観測に成功した。この物質では5f電子が遍歴電子となって伝導に寄与し、自由電子よりも有効質量の重い状態が実現している。また、この物質はプルトニウム化合物超伝導体PuCoGaの参照物質として考えられ、超伝導機構解明にも繋がると期待される。

論文

Anisotropic spin fluctuations and anomalies of nuclear quadrupole interactions in the itinerant antiferromagnet NpCoGa; $^{59}$ Co NMR and $^{69,71}$ Ga NMR/NQR studies

酒井宏典; 神戸振作; 徳永陽; 藤本達也*; Walstedt, R. E.*; 安岡弘志; 青木大*; 本間佳哉*; 山本悦嗣; 中村彰夫; et al.

Physical Review B, 76(2), p.024410_1 - 024410_14, 2007/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.024410

被引用回数：19 パーセンタイル：62.15(Materials Science, Multidisciplinary)

$T_{rm N}$ =47Kのネール点を示す遍歴反強磁性体NpCoGaにおいてNMR/NQR法を用いた研究を行った。NMRスペクトルは $T_{rm N}$ の上下の温度で測定し、ナイトシフト,核四重極パラメータの決定を行った。超微細結合定数の異方性も決定した。核四重極パラメータの温度依存は、 $T_{rm N}$ を境に大きく変化した。また、ゼロ磁場NQR/NMRスペクトルの観測にも成功した。NMR/NQR緩和率の測定から、スピン揺らぎの異方性について議論した。

論文

Magnetic and magnetotransport properties in nanogranular Co/C $_{60}$ -Co film with high magnetoresistance

境誠司; 薬師寺啓*; 三谷誠司*; 菅井勇; 高梨弘毅*; 楢本洋*; Avramov, P.; Lavrentiev, V.*; 鳴海一雅; 前田佳均

Materials Transactions, 48(4), p.754 - 758, 2007/04

https://doi.org/10.2320/matertrans.48.754

被引用回数：9 パーセンタイル：51.33(Materials Science, Multidisciplinary)

10-80%のトンネル磁気抵抗効果を示す交互蒸着法によるC $_{60}$ -Co薄膜の磁気的性質を調べた。磁化特性の磁場及び温度への依存性について、Coナノ粒子に起因するブロッキング温度が約40Kの超常磁性が明らかになった。磁化応答は粒径分布を考慮したランジュバン関数で表され、それによりCoナノ粒子の平均粒径は3.1nm,粒径分布1nmと見積もられた。磁気的性質の測定結果に基づいて、C $_{60}$ -Co薄膜の構造と磁気伝導現象の詳細を議論した。

論文

Enhancement of relaxation rates in the normal state of superconductor PuRhGa:NQR relaxation study

酒井宏典; 神戸振作; 徳永陽; 藤本達也; Walstedt, R. E.*; 安岡弘志; 青木大*; 本間佳哉*; 山本悦嗣; 中村彰夫; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.e118 - e119, 2007/03

超伝導体PuRhGaにおいてゼロ磁場核四重極共鳴(NQR)緩和率測定を行った。比較のため、同じ結晶構造を持つパウリ常磁性体であるLuCoGaにおいても同様の測定を行った。PuRhGaのNQR緩和率は、約30K以下で $(T_{1}T)^{-1}$ 一定の振る舞いを見せるが、その値は、非超伝導体LuCoGaのそれよりも増大していることが明らかになった。

論文

Transport properties in the ferromagnet UTeS

池田修悟; 酒井宏典; 松田達磨; 青木大*; 本間佳哉*; 山本悦嗣; 中村彰夫; 塩川佳伸*; 芳賀芳範; 大貫惇睦*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part2), p.1718 - 1720, 2007/03

87Kのキュリー温度を持つ強磁性体UTeSについて、磁気抵抗及びホール効果の測定を行った。0.5Tの磁場下によるホール係数の温度依存性は、異常ホール効果を反映して、キュリー温度付近で大きなピークを示す。この大きな異常ホール効果は、5.5Tの磁場をかけることによって飽和することがわかった。また電気抵抗の絶対値とホール効果測定からUTeSは、非常に少ないキャリアー数しか持たない半金属であることがわかった。

論文

$^{57}$ Fe Mssbauer spectroscopy of NpFeGa $_{5}$ in magnetic field

本間佳哉*; 那須三郎; 中村彰夫; 青木大*; 芳賀芳範; 目時直人; 酒井宏典; 池田修悟; 塩川佳伸*; 大貫惇睦

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.440 - 442, 2007/03

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2006.10.500

被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)

NpFeGa $_{5}$ の0.01kOeでの磁場中鉄-57メスバウアー分光測定を行った。その結果、70110Kの温度域で負の四重極分裂(QS)が増大することが明らかになった。より高温の常磁性領域では、そのようなQSはほとんど消失する。このような磁気秩序と電場勾配との間の相関は、超微細磁場の起源がネプツニウム(Np)の磁性による双極子磁場のみならず、鉄原子の磁性からのそれも関与したものであることを示唆する。

論文

Magnetic and transport properties in ferromagnet UTeS

池田修悟; 酒井宏典; 松田達磨; 青木大*; 本間佳哉*; 山本悦嗣; 中村彰夫; 塩川佳伸*; 芳賀芳範; 大貫惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(12), p.124706_1 - 124706_5, 2006/12

https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.124706

被引用回数：6 パーセンタイル：41.83(Physics, Multidisciplinary)

キュリー温度87Kの強磁性体UTeSを、磁化,磁化率,電気抵抗,磁気抵抗,ホール抵抗,比熱測定から研究した。磁化は、非常に異方性があることがわかった。磁化容易軸は[001]方向であることがわかり、[100]方向の磁化困難軸の磁化は、キュリー温度で、反強磁性のような折れ曲がりを示す。電気抵抗もまた、キュリー温度でピーク構造を示す。これらの結果は、UTeSの磁気モーメントがキャントしている可能性を示唆する。大きな負の磁気抵抗もキュリー温度付近で観測された。ホール抵抗測定の結果から、UTeSは半金属であることがわかった。この結果は、電気抵抗の絶対値が大きいこと、及び電子比熱係数が小さい結果と一致している。

論文

NMR shift measurements of $^{69}$ Ga in unconventional superconductor PuRhGa $_{5}$

酒井宏典; 徳永陽; 藤本達也; 神戸振作; Walstedt, R. E.; 安岡弘志; 青木大*; 本間佳哉*; 山本悦嗣; 中村彰夫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.50 - 52, 2006/08

最近、われわれはPuRhGa $_{5}$ のNMR/NQR測定に成功した。PuRhGa $_{5}$ は $T_{c}$ =9Kの超伝導体であり、同型のPuCoGa $_{5}$ は $T_{c}$ =18Kの超伝導体である。われわれは既に、NQR緩和率 $1/T_{1}$ によりPuRhGa $_{5}$ が異方的超伝導ギャップを持つ非通常型超伝導体であることを明らかにしているが、米国のグループによりPuCoGa $_{5}$ も同様な異方的超伝導ギャップを有することが報告された。PuRhGa $_{5}$ のNMRによって決めたナイトシフトと $1/T_{1}$ は、常伝導状態において超微細結合定数やスピン揺らぎの性質が異方的であることが示唆している。講演では、PuRhGa $_{5}$ のナイトシフトと $1/T_{1}$ 測定結果の詳細について報告する。