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論文

$$^{125}$$Te-NMR study on a single crystal of heavy fermion superconductor UTe$$_2$$

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; 仲嶺 元輝*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 88(7), p.073701_1 - 073701_4, 2019/07

最近新たに発見された重い電子系超伝導体UTe$$_2$$$$^{125}$$Te-NMRによる研究について報告する。単結晶試料を用い$$^{125}$$Te-NMRのKnight shift $$K$$およびスピン-格子緩和率$$1/T_1$$の測定を行なった。その結果、20K以上の常磁性相において静的および動的帯磁率のどちらもが弱いIsing型の異方性を持つことを確認した。一方、20K以下の低温ではa軸方向に磁場をかけた場合にスピン-スピン緩和率$$1/T_2$$の強い発散が見られることがわかった。このことは低温でa軸方向に強い縦型のスピン揺らぎが発達していることを示唆している。

論文

Magnetic and electrical properties of the ternary compound U$$_2$$Ir$$_3$$Si$$_5$$ with one-dimensional uranium zigzag chains

Li, D. X.*; 本多 史憲*; 三宅 厚志*; 本間 佳哉*; 芳賀 芳範; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; Maurya, A.*; 佐藤 芳樹*; 徳永 将史*; et al.

Physical Review B, 99(5), p.054408_1 - 054408_9, 2019/02

Physical properties of the single-crystalline U$$_2$$Ir$$_3$$Si$$_5$$, a new ternary uranium compound with U$$_2$$Co$$_3$$Si$$_5$$-type orthorhombic structure, are investigated by means of magnetic susceptibility, specific heat and electrical resistivity. This compound undergoes an antiferromagnetic transition followed by a first-order phase transition at lower temperature. A possible mechanism of the first-order transition is the occurrence of a magnetic magnetic quadrupolar order, resulting from the quasi-one-dimensional uranium zigzag chain.

論文

Easy-plane XY spin fluctuations in the cycloidal magnet UPtGe studied via field orientation-dependent $$^{195}$$Pt NMR

徳永 陽; 仲村 愛*; 青木 大*; 清水 悠晴*; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 酒井 宏典; 服部 泰佑; 神戸 振作

Physical Review B, 98(1), p.014425_1 - 014425_5, 2018/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:59.26(Materials Science, Multidisciplinary)

UPtGeはUCoGeおよびURhGeと類似の結晶構造を持ち、ウラン系では唯一、サイクロイド型の特異な磁気秩序を示す。さらに強磁場磁化過程において多段の磁化異常が存在することが最近報告されている。磁気転移温度は50Kで、秩序したウランの磁気モーメントの大きさも大きく、UCoGeやURhGeよりも、ウランの5f電子はより局在的な性質を持っていると考えられる。一方、超伝導は今のところ見つかっていない。本研究では、UPtGeの単結晶を用いて角度方向分解Pt-NMR実験を行った。その結果、この系の磁気ゆらぎが得意な容易面XY型の異方性を持つことが明らかになった。これは強磁性超伝導体UCoGeやURhGeのIsing型の磁気揺らぎと大きく異なっている。

論文

Electronic states in EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ based on the doniach phase diagram

伊覇 航*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 青木 大*; 郷地 順*; 上床 美也*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(6), p.064706_1 - 064706_14, 2018/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:29.91(Physics, Multidisciplinary)

We succeeded in growing single crystals of the series of EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ compounds.Physical property measurements demonstrate a maximum of the antiferromagnetic transition temperature appears at $$x = 0.5$$. Antiferromagnetism then disappears around $$x = 0.7$$ followed by a heavy-fermion formation at higher concentrations. These observations follow the Doniach phase diagram as a function of $$x$$.

論文

Anisotropic magnetic fluctuations in ferromagnetic superconductor UGe$$_2$$; $$^{73}$$Ge-NQR study at ambient pressure

野間 雄一郎*; 小手川 恒*; 久保 徹郎*; 藤 秀樹*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*; 伊藤 公平*; Haller, E. E.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(3), p.033704_1 - 033704_5, 2018/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:49.95(Physics, Multidisciplinary)

$$^{73}$$Ge nuclear quadrupole resonance study of ferromagnetic superconductor UGe$$_2$$ is reported. Detailed analyses successfully assigned crystallographic sites of Ge atoms. The measurement of the nuclear spin-lattice relaxation rate revealed highly anisotropic magnetic fluctuations.

論文

Switching of magnetic ground states across the UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge alloy system

Pospisil, J.; 芳賀 芳範; 神戸 振作; 徳永 陽; 立岩 尚之; 青木 大*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; et al.

Physical Review B, 95(15), p.155138_1 - 155138_15, 2017/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:30.1(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigated the evolution of magnetism in UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge system by systematic study on high-quality single crystals. We find a field-induced first order transition in the vicinity of the critical magnetic field along the $$b$$ axis in the entire UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge system, including the ferromagnetic region.

論文

Magnetic structure of divalent europium compound EuGa$$_{4}$$ studied by single-crystal time-of-flight neutron diffraction

川崎 卓郎; 金子 耕士; 仲村 愛*; 阿曽 尚文*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 田村 格良; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(11), p.114711_1 - 114711_5, 2016/11

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

The magnetic structure of the intermetallic compound EuGa$$_{4}$$ was investigated using single-crystal neutron diffraction with TOF Laue technique on the new diffractometer SENJU at MLF of J-PARC. Despite of the high neutron absorption of Eu, a vast number of diffraction spots were observed without isotope enrichment. The magnetic reflections appeared at $$h + k + l$$ $$neq$$ 2$$n$$ below 16 K, indicating that the ordering vector is $$q$$ = (0, 0, 0). The continuous evolution of the magnetic reflection intensity below T$$_{N}$$ follows a squared Brillouin function for $$S$$ = 7/2. By adopting a wavelength-dependent absorption collection, the magnetic structure of EuGa$$_{4}$$ revealed that a nearly full magnetic moment of 6.4 $$mu$$B of Eu lies within the basal plane of the lattice.

論文

Electronic structure of EuAl$$_4$$ studied by photoelectron spectroscopy

小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 小林 啓介*; 山上 浩志; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(9), p.094703_1 - 094703_6, 2016/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:44.55(Physics, Multidisciplinary)

The electronic structure of a divalent $$mathrm{Eu}$$ compound EuAl$$_4$$, which shows the charge density wave transition at $$T_{mathrm{CDW}} = 140~mathrm{K}$$, was studied by the hard X-ray angle-integrated photoelectron spectroscopy (HAXPES) and the soft X-ray angle resolved photoelectron spectroscopy (ARPES). The valence band and core-level spectra obtained by the HAXPES are consistent with the divalent nature of Eu atoms in EuAl$$_4$$. Furthermore, the Fermi surface as well as the band structure in the vicinity of the Fermi Energy ($$E_{rm F}$$) of EuAl$$_4$$ are very similar to those of its isostructural divalent $$mathrm{Sr}$$ compound SrAl$$_4$$, which does not have $$4f$$ electrons. These suggest that Eu atoms are divalent in EuAl$$_4$$, and $$4f$$ electrons are completely localized with $$mathrm{Eu}~4f^7$$ electronic configuration in the ground state. The ARPES spectra measured along the $$Gamma$$-$$(Sigma)$$-Z high-symmetry line did not show significant temperature dependences above and below $$T_{mathrm{CDW}}$$ within the energy resolution of $$80-90~mathrm{meV}$$. Moreover, the Fermi surface mapping along the $$k_z$$ direction showed that both of EuAl$$_4$$ and SrAl$$_4$$ have highly three-dimensional electronic structures, suggesting that the nesting of Fermi surface is not straightforward. The Fermi surface and band structure of SrAl$$_4$$ were well explained by the band-structure calculation based on the local density approximation.

論文

Superconducting and Fermi surface properties of single crystal Zr$$_2$$Co

照屋 淳志*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 青木 大*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 芳賀 芳範; 松林 和幸*; 上床 美也*; 播磨 尚朝*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034706_1 - 034706_10, 2016/03

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

Superconducting characteristics and Fermi surfaces of Zr$$_2$$Co are experimentally studied on a single crystal sample grown by Bridgman technique. Thermodynamic quantities in the superconducting state such as specific heat and magnetization show deviation from a single-gap the BCS model and can be attributed on the band structure with the dominant contribution of Zr-4$$d$$ and Co-3$$d$$ components.

論文

Split Fermi surface properties in Ulmannite NiSbS and PdBiSe with the cubic chiral crystal structure

垣花 将司*; 照屋 淳志*; 西村 憲吾*; 仲村 愛*; 竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094711_1 - 094711_8, 2015/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:31.29(Physics, Multidisciplinary)

Fermi surface properties of illuminate NiSbS and PbBiSe have been clarified by de Haas-van Alphen effect, resistivity and specific heat measurements. Fermi surfaces were found to split into two, reflecting the non-centrosymmetric crystal structure. The splitting energies have been estimated experimentally. Those are originated from spin-orbit interactions.

論文

Characteristic fermi surface properties of V$$_2$$Ga$$_5$$, CoGa$$_3$$, TiGa$$_3$$, ZrGa$$_3$$, and ZrAl$$_3$$ with different tetragonal structures

照屋 淳志*; 竹田 政貴*; 仲村 愛*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 内間 清春*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 84(5), p.054703_1 - 054703_15, 2015/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:58.15(Physics, Multidisciplinary)

A series of metallic compounds with the tetragonal symmetry are investigated to reveal the relationship between the structural dimensionality and the electronic structure. By combining the de Haas-van Alphen experiments and band structure calculations, a flat one-dimensional Fermi surface is revealed in V$$_2$$Ga$$_5$$ which is characterized by a chain like arrangement of atoms. On the other hand, Co$$_3$$Ga with the nearly cubic symmetry has pyramidal Fermi surfaces with flat {111} planes, similar to Ni$$_3$$Ga with the ideal cubic structure.

論文

Unique Fermi surface and emergence of charge density wave in EuGa$$_4$$ and EuAl$$_4$$

仲村 愛*; 平仲 裕一*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 三浦 泰直*; 堤 泰樹*; 森 晶宣*; 石田 一裕*; 三田村 勝哉*; 広瀬 雄介*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011012_1 - 011012_6, 2014/06

Two europium compounds with the same structure EuGa$$_4$$ and EuAl$$_4$$ have been investigated. The Fermi surfaces revealed experimentally show a peculiar feature: flat Fermi surface sheets appear parallel to the tetragonal [110] planes. Reflecting this, a charge density wave transition due to the nesting of Fermi surface sheets has been observed in EuAl$$_4$$.

論文

Single crystal neutron diffraction study of high neutron absorbing compound EuGa$$_{4}$$

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014009_1 - 014009_4, 2014/03

Single crystal neutron diffraction measurement of EuGa$$_{4}$$ has been carried out using time-of-flight single crystal neutron diffractometer SENJU at BL18 in MLF/J-PARC. In spite of extremely high neutron absorption of natural Eu, significant numbers of Bragg reflection were observed. Lattice parameters and Bravais lattice at above $$T_mathrm{N}$$ (=15 K) obtained from the positions and systematic extinction of the reflections were well agreed with the result of single crystal X-ray diffraction. Further, magnetic reflections were clearly observed at below $$T_mathrm{N}$$ at the positions of forbidden reflections of body-centered lattice of EuGa$$_{4}$$. An antiferromagnetic structure with the propagation vector $$q$$ = 0 was clarified.

論文

Fermi surface and magnetic properties of antiferromagnet EuBi$$_3$$

仲村 愛*; 平仲 裕一*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 立津 慶幸*; 眞榮平 孝裕*; 三浦 泰直*; 森 晶宣*; 堤 泰樹*; 広瀬 雄介*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(12), p.124708_1 - 124708_6, 2013/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:28.22(Physics, Multidisciplinary)

Fermi surfaces and magnetic properties of an antiferromagnet EuBi$$_3$$ were investigated on a flux-grown single crystal. A critical magnetic field of 225 kOe where the magnetic moments are forced to align ferromagnetically was well explained by the magnetic exchange interaction based on a two-sublattice model. The Fermi surface characteristics are in agreement with the theoretical prediction indicating a fully magnetic divalent state in Eu atoms.

論文

Magnetic and Fermi surface properties of EuGa$$_4$$

仲村 愛*; 平仲 裕一*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 三浦 泰直*; 堤 泰樹*; 森 晶宣*; 石田 一裕*; 三田村 勝哉*; 広瀬 雄介*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(10), p.104703_1 - 104703_10, 2013/10

 被引用回数:23 パーセンタイル:16.99(Physics, Multidisciplinary)

High quality single crystals of EuGa$$_4$$ have been grown from Ga flux. Electrical resistivity, magnetic susceptibility, high-field magnetization, specific heat, thermoelectric power and de Haas-van Alphen effect were investigated. Antiferromagnetic transition due to divalent Eu atoms were observed at 16.5 K. A charge density wave transition was also found under high pressure accompanied by a Fermi surface reconstruction. These observations were fully accounted for by the Fermi surface topology and corresponding band calculations.

口頭

単結晶中性子回折法による高い中性子吸収を示すEuGa$$_{4}$$の磁気構造解析

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; et al.

no journal, , 

物質の磁気的性質を調べる手段として、中性子回折を用いた磁気構造解析は基礎的かつ強力である。パルス中性子回折では短波長の中性子を利用できるためEuやDyのように中性子の吸収が大きな元素を含む物質の構造研究に有効であることが期待される。EuGa$$_{4}$$は豊富な物性を示すことで知られるEuT$$_{2}$$X$$_{2}$$で表される122化合物と呼ばれる一連の物質の母物質であると考えられており、15Kで反強磁性的な相転移を示すことが報告されているが、詳細な磁気構造は明らかになっていない。今回、J-PARC/MLFの単結晶中性子回折装置SENJUを使用して、Euを吸収の小さい同位体に置換していないEuGa$$_{4}$$単結晶の磁気構造解析を試みたので、結果を報告する。

口頭

軟X線角度分解光電子分光によるEuAl$$_4$$の電子状態

小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 小林 啓介*; 山上 浩志; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; et al.

no journal, , 

体心正方晶(BaAl$$_4$$型)を持つEuAl$$_4$$は、T=15K付近で反強磁性体で、T=140Kでフェルミ面のネスティング効果による電荷密度波(CDW)を示唆する肩構造が電気抵抗に現れる興味深い物性をもつ物質である。この物性を理解するためにEuAl$$_4$$のバンド構造とフェルミ面に関する情報を得ることは物理的に重要である。そこで、本研究では、EuAl$$_4$$のバンド構造とフェルミ面の形状を実験的に決めることを目的とし、原子力機構専用ビームラインBL23SU(SPring-8)で軟X線角度分解光電子分光(SX-ARPES)実験を行った。その結果から、EuAl$$_4$$のEuは、2価であることが分かった。また、この物質の4${it f}$バンドはフェルミ準位以下の約1eVの所に存在した。そのため、フェルミ面は4${it f}$バンド以外の価電子からできていると考えられる。そこで、4${it f}$電子の価電子帯への寄与をより明確にするために、同じ結晶構造で${it f}$電子をもたないSrAl$$_4$$の電子状態と比較することが有効と考え、両者の電子構造について比較を行った。両者のフェルミ付近のバンド構造やフェルミ面の形状は、類似することが分かった。講演では、バンド計算と比較して、この化合物の電子状態について報告する。

口頭

Contrasting magnetic ground state in isoelectronic compound Eu$$X_4$$ ($$X$$ = Al, Ga)

金子 耕士; 川崎 卓郎; 仲村 愛*; 茂吉 武人*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 及川 健一; et al.

no journal, , 

As a consequence of strong coupling among charge, magnetic and orbital degrees of freedom, a variety of attractive physical properties comes out in Eu compounds. In Eu$$X_4$$ ($$X$$ = Al, Ga) with the BaAl$$_{4}$$-type structure, Eu ions are divalent and, hence, carry magnetism with S = 7/2. These isoelectronic compounds exhibit contrasting magnetic properties. In order to reveal respective ground states from a microscopic point of view, single crystal neutron diffraction experiments were carried out on SENJU at BL18 in MLF. Superlattice peaks were successfully observed in both compounds. The magnetic ground state of EuGa$$_4$$ can be described by the commensurate vector. On the other hand, the ground state in EuAl$$_4$$ is characterized with the long periodic magnetic structure. This study reveals that, in addition to the transition sequence, the ground state magnetic structures are also different between these compounds.

口頭

Eu$$X_4$$($$X$$=Al, Ga)で実現する対照的な基底状態

金子 耕士; 川崎 卓郎; 仲村 愛*; 茂吉 武人*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 及川 健一; et al.

no journal, , 

価数揺動など多彩な物性を示すEuT$$_2X_2$$化合物の母物質であるEuX$$_4$$($$X$$=Al,Ga)では、Euは2価の電子状態を取り、S=7/2で記述される物性を示す。EuGa$$_4$$では、T$$_N$$=16Kの反強磁性転移を示すのに対し、EuAl$$_4$$は、基底状態に至るまでに5つの転移点を持つ、複雑な物性を示す。この両者における各転移の詳細な描像に関して、単結晶中性子回折を用いて明らかにしたので、報告する。

口頭

単結晶中性子回折法を用いた高い中性子吸収を示すEuX$$_{4}$$(X=Al,Ga)の磁気構造の研究

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; et al.

no journal, , 

単結晶中性子回折法による磁気反射の観測は物質の磁気的性質を調べるための最も基礎的かつ強力な手法であるが、Eu, Gd, Sm, Dyなどの希土類元素は中性子の吸収が非常に大きく、これらの元素を含む化合物の中性子回折による磁気構造の研究例は限られている。一方、吸収の影響が小さい短波長中性子を利用可能な白色中性子と、大面積検出器を組み合わせたパルス中性子回折装置を用いることで、吸収の大きな希土類元素を含む物質の磁気構造を効率的に調べられることが期待できる。我々はEuを含み、同一な結晶構造と原子価をもちながらも異なる磁気転移を示す二つの物質、EuGa$$_{4}$$とEuAl$$_{4}$$に注目し、J-PARC MLF BL18に設置された単結晶中性子回折装置SENJUを用いて中性子回折測定を実施した。その結果、これらの物質において異なる磁気的秩序状態を示す磁気反射を観測し、EuGa$$_{4}$$は4Kにおいて伝搬ベクトルq=(0 0 0)の反強磁性的構造であり、EuAl$$_{4}$$は不整合的な磁気構造となっていることがわかった。

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