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論文

Magnetic, thermal, and neutron diffraction studies of a coordination polymer: bis(glycolato)cobalt(II)

中根 僚宏*; 米山 翔太*; 兒玉 健*; 菊地 耕一*; 中尾 朗子*; 大原 高志; 東中 隆二*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 藤田 渉*

Dalton Transactions, 48(1), p.333 - 338, 2019/01

 パーセンタイル:100(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The two-dimensional quadratic lattice magnet, bis(glycolato)cobalt(II) ([Co(HOCH$$_{2}$$CO$$_{2}$$)$$_{2}$$]), showed anti-ferromagnetic ordering at 15.0 K and an abrupt increase in magnetisation at H = 22 600 Oe and 2 K, thereby acting as a metamagnet. Neutron diffraction studies suggested that the magnetic moment vectors of the Co(II) ions had an amplitude of 3.59 mB and were not aligned in a fully antiparallel fashion to those of their neighbours, which caused canting between the magnetic moment vectors in the sheet. The canting angle was determined to be 7.1deg. Canting induced net magnetisation in the sheet, but this magnetisation was cancelled between sheets. The magnetisations in the sheets were oriented parallel to the magnetic field at the critical magnetic field.

論文

Phenomenological approach to study the degree of the itinerancy of the 5$$f$$ electrons in actinide ferromagnets with spin fluctuation theory

立岩 尚之; Posp$'i$$v{s}$il, J.*; 芳賀 芳範; 酒井 宏典; 松田 達磨*; 山本 悦嗣

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.104 - 107, 2018/12

ウラン系強磁性超伝導物質UGe$$_2$$, URhGe, UCoGeについて盛んに研究が行われてきた。最近、我々は69個のウラン化合物、7個のネプツニウム化合物、4個のプルトニウム化合物について、スピンゆらぎ理論の適用性を検討した。その結果、アクチノイド5$$f$$電子の遍歴性を示唆する結果が得られた。会議では全強磁性化合物の解析結果と、UGe$$_2$$のスピンのゆらぎパラーメーターの圧力依存を議論する。

論文

Odd-parity electronic multipolar ordering in URu$$_2$$Si$$_2$$; Conclusions from Si and Ru NMR measurements

神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; Walstedt, R. E.*; 播磨 尚朝*

Physical Review B, 97(23), p.235142_1 - 235142_10, 2018/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:22.8(Materials Science, Multidisciplinary)

We report $$^{29}$$Si and $$^{101}$$Ru NMR measurements on high-quality, single-crystal URu$$_2$$Si$$_2$$ samples with a residual resistivity ratio RRR$$sim$$70. Our results show that the Si and Ru sites exhibit 4-fold electronic symmetry around the $$c$$-axis in the hidden-order state. A previously observed 2-fold contribution of Si NMR linewidth is concluded to be due to extrinsic magnetic centers. Since the U and Si sites are aligned along the $$c$$-axis, we conclude further that the electronic state shows 4-fold symmetry around the U site below the hidden-order transition. From this observed local symmetry, possible space groups for the hidden-order state are $$P4/nnc$$ or $$I4/m$$, based on group theoretical considerations. Since the order vector is considered to be $$Q=(001)$$, the hidden-order state is then found to be $$P4/nnc$$ with rank 5 odd-parity, i.e. electric dotriacontapolar order.

論文

Element-specific observation of the ferromagnetic ordering process in UCoAl via soft X-ray magnetic circular dichroism

竹田 幸治; 斎藤 祐児; 岡根 哲夫; 山上 浩志; 松田 達磨*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦*

Physical Review B, 97(18), p.184414_1 - 184414_7, 2018/05

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

We have performed soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) experiments on the itinerant-electron metamagnet UCoAl at the U 4$$d$$-5$$f$$ ($$N_mathrm{4, 5}$$) and Co 2$$p$$-3$$d$$ ($$L_mathrm{2, 3}$$) absorption edges in order to investigate the magnetic properties of the U 5$$f$$ and Co 3$$d$$ electrons separately. From the line shape of the XMCD spectrum, it is deduced that the orbital magnetic moment of the Co 3$$d$$ electrons is unusually large. Through the systematic temperature ($$T$$)- and magnetic field ($$H$$)-dependent XMCD measurements, we have obtained two types of the magnetization curve as a function of $$H$$ and $$T$$ (M-H curve and M-T curve, respectively). The metamagnetic transition from a paramagnetic state to a field-induced ferromagnetic state was observed clearly under 15 K at $$H_mathrm{M}$$. The value of the $$H_mathrm{M}$$ and its $$T$$-dependence agree well between the U and Co sites, and the bulk magnetization. Whereas, we have discovered the remarkable differences in the M-H and M-T curves between the U and Co sites. The present findings show clearly that the role of the Co 3$$d$$ electrons should be considered more carefully in order to understand the origin of the magnetic ordering in UCoAl.

論文

Ruderman-Kittel interaction between Si in URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$

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

Journal of Physics; Conference Series, 969(1), p.012033_1 - 012033_6, 2018/03

NMR核である$$^{29}$$Si同位体を52%濃縮した高品質のURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$を作成した。$$^{29}$$Si同位体の自然存在比は、4%程度なので、この濃縮により測定積算時間を100分の1程度に短縮できる。この単結晶試料を用いた隠れた秩序相のSi-NMR線幅の結果は、既に報告した。今回は、この線幅の磁場、温度、角度依存に関するより詳細な解析について報告する。RKKYモデルによる2回対称の磁化率の分布の可能性に関しても議論する。

論文

Evidence for spin singlet pairing with strong uniaxial anisotropy in URu$$_2$$Si$$_2$$ using nuclear magnetic resonance

服部 泰佑; 酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 松田 達磨*; 芳賀 芳範

Physical Review Letters, 120(2), p.027001_1 - 027001_5, 2018/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:27.52(Physics, Multidisciplinary)

In order to identify the spin contribution to superconducting pairing compatible with the so-called "hidden order", $$^{29}$$Si nuclear magnetic resonance measurements have been performed using a high-quality single crystal of URu$$_2$$Si$$_2$$. A clear reduction of the $$^{29}$$Si Knight shift in the superconducting state has been observed under magnetic field applied along the crystalline $$c$$ axis, corresponding to the magnetic easy axis. These results provide direct evidence for the formation of spin-singlet Cooper pairs. Consequently, results indicating a very tiny change of in-plane Knight shift reported previously demonstrate extreme uniaxial anisotropy for the spin susceptibility in the hidden order state.

論文

Itinerant ferromagnetism in actinide $$5f$$-electron systems; Phenomenological analysis with spin fluctuation theory

立岩 尚之; Posp$'i$$v{s}$il, J.*; 芳賀 芳範; 酒井 宏典; 松田 達磨*; 山本 悦嗣

Physical Review B, 96(3), p.035125_1 - 035125_15, 2017/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:24.2(Materials Science, Multidisciplinary)

我々は69個のウラン強磁性物質、7個のネプツニウム強磁性物質、4個のプルトニウム強磁性物質について、Takahashiらによって提案されたスピンのゆらぎ理論(Y. Takahashi, J. Phys. Soc. Jpn. ${bf 55}$, 3553 (1986))を用いた解析を行った。基本的な磁気的パラメーターと、スピンのゆらぎパラメータを決定し、アクチノイド$$5f$$電子系に対するスピンのゆらぎ理論の適用を考察した。$$3d$$電子系の遍歴強磁性物質は一般化されたRhodes-Wohlfarthの関係式($${p_{rm eff}}/{p_{rm s}}{,}{propto}{,}({T_{rm C}}/{T_0})^{-3/2}$$)を満たす。ここで$$p_{rm s}$$は自発磁化、$$p_{rm eff}$$は有効磁気モーメント、$$T_{rm C}$$は強磁性転移温度である。$$T_0$$はスピンのゆらぎスペクトルのエネルギー空間における分布幅である。同じ関係式が、アクチノイド$$5f$$電子系でも基本的に成立することが明らかにされた。

論文

$$T$$ dependence of nuclear spin-echo decay at low temperatures in YbRh$$_2$$Si$$_2$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 服部 泰佑; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Physical Review B, 95(19), p.195121_1 - 195121_8, 2017/05

AA2017-0083.pdf:0.74MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:52(Materials Science, Multidisciplinary)

YbRh$$_2$$Si$$_2$$の単結晶について、$$^{29}$$Si核スピンエコー振動と減衰を測定した。これらの量は、300Kから20Kまで温度依存がないが、温度依存が20K以下であることを示している。これらの振動と減衰は、最近傍Si核間のRuderman-Kittelおよび擬似双極子相互作用によるものである。したがって、フェルミ準位近傍の電子状態は、20K以下で変化していることが結論できる。低温におけるフェルミ面の可能な改変について議論する。

論文

Fermi surface of ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$ as a reference to the strongly correlated isostructural metals investigated by quantum oscillations

松本 裕司*; 芳賀 芳範; 立岩 尚之; 青木 晴善*; 木村 憲彰*; 山村 朝雄*; 山本 悦嗣; 松田 達磨*; Fisk, Z.*; 山上 浩志*

Journal of the Physical Society of Japan, 85(10), p.104709_1 - 104709_7, 2016/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:62.88(Physics, Multidisciplinary)

dHvA oscillations were detected on an actinide compound ThRu$$_2$$Si$$_2$$ which is regarded as a reference to strongly correlated electron systems URu$$_2$$Si$$_2$$ and CeRu$$_2$$Si$$_2$$. Observed Fermi surfaces well coincides with the band structure calculations, as well as experimentally obtained ones for a heavy fermion compound CeRu$$_2$$Si$$_2$$. On the other hand, Fermi surfaces of URu$$_2$$Si$$_2$$ have significantly different characteristics, suggesting an itinerant ground state of 5f electrons.

論文

No detectable change in in-plane $$^{29}$$Si knight shift in the superconducting state of URu$$_2$$Si$$_2$$

服部 泰佑; 酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 松田 達磨*; 芳賀 芳範

Journal of the Physical Society of Japan, 85(7), p.073711_1 - 073711_4, 2016/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:37.68(Physics, Multidisciplinary)

$$^{29}$$Si同位体を高濃度に濃縮した超純良単結晶URu$$_2$$Si$$_2$$を用いた面内ナイトシフトの測定を行った。ウラン化合物URu$$_2$$Si$$_2$$は、遍歴多極子秩序と期待される新奇な電子状態を示すことで知られているが、それと共存する超伝導については未だ不明な点が多い。非常に狭い線幅を持つ$$^{29}$$Si NMRスペクトルにより達成された高解像度のナイトシフト測定は、超伝導転移に伴う面内スピン磁化率の変化が、理論的に予想されていたものよりはるかに小さいことを明らにした。本成果は新奇な電子状態における特異な超伝導状態について手がかりを与えるものである。

論文

$$^{29}$$Si NMR spin-echo decay in YbRh$$_2$$Si$$_2$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 服部 泰佑; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Journal of Physics; Conference Series, 683(1), p.012006_1 - 012006_7, 2016/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:23.12

単結晶試料YbRh$$_2$$Si$$_2$$の核磁気共鳴(NMR)のスピン-格子緩和時間($$T_1$$)の測定によって、量子臨界相転移の近傍の磁気励起を調べ、量子臨界相転移の近くではフェルミと非フェルミ状態の共存状態であることを明らかにした。このようなまだらな電子状態の起源を議論する。

論文

Anisotropic magnetic fluctuations in YbRh$$_2$$Si$$_2$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Journal of Physics; Conference Series, 592(1), p.012085_1 - 012085_5, 2015/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:22.79

最近、強相関電子系金属システムにおけるT=0Kでの量子相転移(QCPT)に新たな興味がもたれている。初期の実験結果から近藤格子YbRh$$_2$$Si$$_2$$のQCPTは、Ce系での通常のスピン密度波(SDW)不安定とは異なる局所QCPTであると考えられている。本研究では、共存した静的なフェルミ液体(FL)および非フェルミ液体(NFL)状態がYbRh$$_2$$Si$$_2$$のQCPTの重要な特徴であることを明らかにした。そのような共存状態は、Ce系では短い時間スケールのため観測できなかったと考えられる。2相共存に関する新しいスケーリング則についても議論する。

論文

Colossal thermomagnetic response in the exotic superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$

山下 卓也*; 下山 祐介*; 芳賀 芳範; 松田 達磨*; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 住吉 浩明*; 藤本 聡*; Levchenko, A.*; 芝内 孝禎*; et al.

Nature Physics, 11(1), p.17 - 20, 2015/01

 被引用回数:28 パーセンタイル:8.78(Physics, Multidisciplinary)

Observation of a colossal Nernst signal is reported. URu$$_2$$Si$$_2$$ is known as a heavy fermion superconductor. The superconductivity coexists with the so-called hidden-order phase. The Nernst coefficient is enhanced by as large as million times over the theoretically expected value within the standard framework of superconducting fluctuations. Moreover, contrary to the conventional wisdom, the enhancement is more significant with the reduction of the impurity scattering rate. This anomalous Nernst effect intimately reflects the highly unusual superconducting state in URu$$_2$$Si$$_2$$.

論文

Degenerate Fermi and non-Fermi liquids near a quantum critical phase transition

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Nature Physics, 10(11), p.840 - 844, 2014/11

 被引用回数:14 パーセンタイル:22.46(Physics, Multidisciplinary)

共存した静的なフェルミ液体および非フェルミ液体状態がYbRh$$_{2}$$Si$$_{2}$$の中の量子相転移の重要な特徴であることを解明した。単結晶サンプルの核磁気共鳴(NMR)スピン格子緩和時間測定し、フェルミの液体および非フェルミ液体状態の共存比が磁場により変化することを突き止めた。またこの比がもつスケール則も見いだした。

論文

Single crystal growth and characterization of URu$$_2$$Si$$_2$$

芳賀 芳範; 松田 達磨*; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; Fisk, Z.

Philosophical Magazine, 94(32-33), p.3672 - 3680, 2014/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:61.25(Materials Science, Multidisciplinary)

We review recent progress in single crystal growth and study of electronic properties in URu$$_2$$Si$$_2$$. Czocharalski pulling, using purified uranium metal and subsequent annealing under ultra-high vacuum, is successfully applied to this compound, and it yields the highest residual resistivity ratio. These high-quality single crystals allow us to investigate Fermi surfaces using quantum oscillation and to make detailed transport measurements at low temperature.

論文

Influence of electron doping on magnetic order in CeRu$$_2$$Al$$_{10}$$

小林 理気*; 金子 耕士; 斉藤 耕太郎*; Mignot, J.-M.*; Andr$'e$, G.*; Robert, J.*; 脇本 秀一; 松田 雅昌*; Chi, S.*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 83(10), p.104707_1 - 104707_5, 2014/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:25.73(Physics, Multidisciplinary)

The effect of electron doping by the substitution of Rh for Ru on unconventional magnetic order in CeRu$$_2$$Al$$_{10}$$ was investigated via neutron powder diffraction. In Ce(Ru$$_{1-x}$$Rh$$_x$$)$$_2$$Al$$_{10}$$ with $$x$$ = 0.05, 0.12, 0.2, reorientation of the ordered moment from the $$c$$- to the $$a$$-axis takes place in all samples, while the ordering vector $$q$$ = (0 1 0) remains unchanged within this concentration range. The moment reorientation is accompanied by an enhancement in its size by a factor of 2.4, from $${mu}$$=0.43 $${mu}_B$$ at $$x$$ = 0 to $${mu}$$=1.06, 1.04, and 1.02 $${mu}_B$$ for $$x$$ = 0.05, 0.12 and 0.2, respectively. The continuous decrease in N$'e$el temperature $$T_0$$($$T_N$$), despite an abrupt increase in $${mu}$$, underlines the strong anisotropy in the exchange interaction in CeRu$$_2$$Al$$_{10}$$, and the fact that this anisotropy is easily suppressed by electron doping.

論文

Spin polarized neutron scattering study on metal-insulator crossover in uranium dichalcogenide $$beta$$-US$$_{2}$$

目時 直人; 酒井 宏典; 鈴木 通人; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 池田 修悟*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.013011_1 - 013011_6, 2014/06

ウランカルコゲナイドの金属からモット絶縁体までの多様な物性は多くの興味を集めている。中でもダイカルコゲナイド化合物はカルコゲンや外場(磁場・圧力)によって金属-非金属の変化を示すために興味を持たれている。この講演では、最近の中性子散乱実験の結果と5$$f$$電子の性格がこの物質の物性に関与している点を示すとともに、電子構造との関連性について議論する。

論文

Single-crystal growth and de Haas-van Alphen effect study of ThRu$$_2$$Si$$_2$$

松本 裕司*; 芳賀 芳範; 立岩 尚之; 青木 晴善*; 木村 憲彰*; 松田 達磨*; 山本 悦嗣; Fisk, Z.; 山上 浩志*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011096_1 - 011096_5, 2014/06

Electronic differences between heavy Fermion CeRu$$_2$$Si$$_2$$ and isoelectronic nonmagnetic ThRu$$_2$$Si$$_2$$ have been investigated. We succeeded in observing the de Haas-van Alphen oscillation in a high quality single crystal of ThRu$$_2$$Si$$_2$$. The mean free path of conduction carriers has been estimated as 6400 ${AA}$, indicating the high quality of the present sample.

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

Direct observation of lattice symmetry breaking at the hidden-order transition in URu$$_2$$Si$$_2$$

利根川 翔*; 笠原 成*; 福田 竜生; 杉本 邦久*; 安田 伸広*; 鶴原 悠悟*; 渡邊 大樹*; 水上 雄太*; 芳賀 芳範; 松田 達磨*; et al.

Nature Communications (Internet), 5, p.4188_1 - 4188_7, 2014/06

 被引用回数:40 パーセンタイル:8.1(Multidisciplinary Sciences)

We report on the observation of lattice symmetry breaking from the fourfold to twofold structure by high-resolution synchrotron X-ray diffraction measurements at zero field. Small orthorhombic symmetry-breaking distortion sets in at the transition temperature with a jump, uncovering the weakly first-order nature of the hidden-order transition. This distortion is observed only in ultra pure samples, implying a highly unusual coupling nature between the electronic pneumaticity and underlying lattice.

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