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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:53.59(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

$$^{29}$$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:24.47

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:24.39

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

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:23(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

Field-induced order in heavy-fermion compound YbCo$$_2$$Zn$$_{20}$$

金子 耕士; Raymond, S.*; Ressouche, E.*; Lapertot, G.*; 竹内 徹也*; 広瀬 雄介*; 本多 史憲*; 大貫 惇睦

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011061_1 - 011061_5, 2014/06

YbCo$$_2$$Zn$$_{20}$$ has a heavy-fermion ground state with an enormously large Sommerfeld coefficient of 8 J/molK$$^2$$, and that is sensitive to external fields. Whereas pressure induces antiferromagnetic order, magnetic field induces metamagnetic transitions around 0.5 T, and new ordered state appears above 6 T for $$B{parallel}{langle}111{rangle}$$. In order to get insights into electronic states and its magnetic field response, neutron scattering experiments on single crystalline samples were carried. In a field-induced phase, magnetic reflections were successfully observed, which has a different propagation vector to that of pressure induced phase. Inelastic neutron scattering probes a crystal-field excitation at a low excitation energy which overlaps to quasielastic response. The results suggest degenerated energy scale, and that leads to variety of external response in YbCo$$_2$$Zn$$_{20}$$.

論文

Anisotropic energy scale for degenerate Fermi and non-Fermi liquids near a quantum critical phase transition 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.*

Physical Review B, 91(16), p.161110_1 - 161110_5, 2014/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:74.3(Materials Science, Multidisciplinary)

単結晶YbRh$$_2$$Si$$_2$$$$^{29}$$Si核スピン-格子緩和時間データに基づいて、量子臨界相転移周りのフェルミ液体と非フェルミ液体の共存状態は、印加磁場の方向に対して敏感であることが見出された。スケーリング解析により、異方的な特性温度と特性磁場は以前に得られた異方性相図と一致してH//a軸方向よりH//c軸方向が10倍大きいことがわかった。

論文

Magnetic polarization and Fermi surface instability; Case of YbRh$$_2$$Si$$_2$$

Pourret, A.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; Lapertot, G.*; Flouquet, J.*

Journal of the Physical Society of Japan, 82(5), p.053704_1 - 053704_5, 2013/05

 被引用回数:26 パーセンタイル:14.97(Physics, Multidisciplinary)

Thermoelectric and resistivity measurements in the antiferromagnetic heavy fermion compound YbRh$$_2$$Si$$_2$$ under high magnetic field are reported. At low temperature, the thermoelectric power and resistivity present distinct anomalies as a function of magnetic field. They are resulting from a Lifshitz-type topological transition of the Fermi surface.

論文

Observation of bulk band dispersions of YbRh$$_2$$Si$$_2$$ using soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy

保井 晃*; 斎藤 祐児; 藤森 伸一; 川崎 郁斗*; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; et al.

Physical Review B, 87(7), p.075131_1 - 075131_6, 2013/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:71(Materials Science, Multidisciplinary)

YbRh$$_2$$Si$$_2$$に対して軟X線角度分解光電子分光(ARPES)測定を行い、その3次元バルク価電子帯構造を明らかにした。15 Kで測定したARPESスペクトルには、Yb$$ ^{3+}$$マルチプレットピークだけではなく、有限のYb$$ ^{2+}$$ピークを持っており、この化合物が価数揺動状態にあることに対応している。これは、$$T_{rm K}$$において、この化合物中のYbの4f電子が遍歴的な性質を持っていることを意味している。分散のないYb 4fバンド以外のバンド構造は、YbRh$$_2$$Si$$_2$$よりもむしろLuRh$$_2$$Si$$_2$$と一致していることが明らかとなった。さらに、Yb 3d-4f共鳴光電子分光スペクトルはYb 5d電子状態が価電子に存在していることを示唆している。これらの結果から、Yb 4fからYb 5d電子状態への電荷移動が重要であることが示唆される。

論文

Evidence for three fluctuation channels in the spin resonance of the unconventional superconductor CeCoIn$$_5$$

Raymond, S.*; 金子 耕士; Hiess, A.*; Steffens, P.*; Lapertot, G.*

Physical Review Letters, 109(23), p.237210_1 - 237210_5, 2012/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:31.02(Physics, Multidisciplinary)

Polarized inelastic neutron scattering under magnetic field is used to get a microscopic insight into the spin resonance of the heavy fermion superconductor CeCoIn$$_5$$. The resonance lineshape is found to depend on the neutron polarization: Some of the spectral weight is common to the two polarization channels while the remaining part is distributed equally between them. This is evidence for the spin resonance being a degenerate mode with three fluctuation channels: A Zeeman split contribution and an additional longitudinal mode.

論文

Huge upper critical field in the superconductor with non-centrosymmetric crystal structure CeCoGe$$_3$$

M$'e$asson, M.-A.*; 村中 大志*; 松田 達磨; 河井 友也*; 芳賀 芳範; Knebel, G.*; 青木 大*; Lapertot, G.*; 本多 史憲*; 摂待 力生*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S536 - S538, 2010/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:84.88(Physics, Applied)

We report the upper critical field, $$H_{c2}$$, of the non-centrosymmetric compound CeCoGe$$_3$$ by resistivity measurements under high pressure of 7.1 GPa, for $$H$$ along $$c$$ and $$a$$ axis, and for a magnetic field up to 17T. $$H_{c2}$$ is very anisotropic, saturating at low temperature for $$H$$ along the $$a$$ axis and linear for $$H$$ along the $$c$$ axis. Very high $$H_{c2}$$($$T$$) is observed for $$H$$ along the $$c$$ axis, with a huge value of the slope d$$H$$$$_{c2}$$/d$$T$$ =-47 $$pm$$ 1.3 T/K, the highest ever reported if normalized to the superconducting temperature of 0.65 K. This is most probably related to a conjunction of a heavy fermionic state and the absence of the Pauli limitation. A fit of $$H_{c2}$$($$T$$) shows that the curves for a and $$c$$ axis can be reproduced with a moderate coupling Eliashberg theory.

論文

Magnetic and superconducting properties of CeTX$$_3$$ (T:transition metal and X:Si and Ge) with non-centrosymmetric crystal structure

河井 友也*; 村中 大志*; M$'e$asson, M.-A.*; 下田 哲哉*; 土井 裕介*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; Knebel, G.*; Lapertot, G.*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 77(6), p.064716_1 - 064716_9, 2008/06

 被引用回数:51 パーセンタイル:11.02(Physics, Multidisciplinary)

反転中心を持たないセリウム化合物CeTX$$_3$$の単結晶による物性研究を行った。電気抵抗及び磁化の測定に加え、圧力効果を調べたところ、CeCoGe$$_3$$では5.4GPa以上の圧力で反強磁性が消失し、超伝導が発現することを明らかにした。

口頭

単結晶YbRh$$_2$$Si$$_2$$のNMR

神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 松田 達磨; 芳賀 芳範; Lapertot, G.*; 青木 大*; Flouquet, J.*; Brison, J. P.*

no journal, , 

単結晶YbRh$$_2$$Si$$_2$$$$^{29}$$Si-NMRを行った。NMR核である$$^{29}$$Si同位体を52%濃縮した高品質のYbRh$$_2$$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て、NMRスピン格子緩和時間T1測定を行った。この化合物では、H//c軸では0.66T、H//a軸では0.06Tで量子臨界点近傍になっていると推測されている。ここではまず低温でFermi液体になる7.2Tの磁場下で実験を行った。H//a軸の結果は石田らの結果を再現し6K以下でFermi液体にクロスオーバーしていくが、H//c軸では挙動が異なることを明らかにした。

口頭

単結晶YbRh$$_2$$Si$$_2$$のNMR

神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 松田 達磨; 芳賀 芳範; Lapertot, G.*; 青木 大*; Flouquet, J.*; Brison, J. P.*

no journal, , 

NMR核である$$^{29}$$Si同位体を52%濃縮した高品質のYbRh$$_2$$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て、NMRスピン格子緩和時間T$$_1$$測定を行った。この化合物では、H//c軸では0.66T、H//a軸では0.06Tで量子臨界点近傍になっていると推測されている。ここではまず低温でFermi液体になる7.2Tの磁場下で実験を行った。H//a軸の結果は石田らの結果を再現し6K以下でFermi液体にクロスオーバーしていくが、H//c軸では挙動が異なることが明らかになった。特異な磁気異方性に関する議論も行う。

口頭

Bulk electronic state of YbRh$$_2$$Si$$_2$$ studied by soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy

保井 晃; 藤森 伸一; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; et al.

no journal, , 

YbRh$$_2$$Si$$_2$$は量子臨界点(QCP)に近い物質として近年注目を集めており、わずかな制御パラメータにより量子臨界点を跨ぐことができる。これまで、QCP及びその近傍の物性を理解するために低エネルギー入射光を用いた多くの角度分解光電子分光(ARPES)実験が行われている。しかし、それらの研究では表面電子状態を起因したバンドが大きく観測されており、未だバルクの電子構造の十分な理解には至っていない。われわれはYbRh$$_2$$Si$$_2$$のバルクの価電子帯構造を得るために軟X線ARPES実験を行った。得られた価電子帯構造はLuRh$$_2$$Si$$_2$$の局所密度近似をもとにした計算結果とよく似ていた。一方で、Yb 4$$f$$バンドがフェルミエネルギー付近に観測され、それと伝導バンドとの混成が確認された。

口頭

軟X線角度分解光電子分光によるYbRh$$_2$$Si$$_2$$の価電子帯構造

保井 晃; 藤森 伸一; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; et al.

no journal, , 

YbRh$$_2$$Si$$_2$$は量子臨界点(QCP)に近い物質として近年注目を集めており、わずかな外場により量子臨界点を跨ぐことができる。これまで、QCP及びその近傍の物性を理解するために多くの電子構造研究がなされてきたが、未だバルクの電子構造の十分な理解には至っていない。YbRh$$_2$$Si$$_2$$の電子構造を正確に記述できる理論モデルを確立するためにも実験的にYb4$$f$$バンドを含む価電子帯構造を観測することが必要不可欠である。われわれはYbRh$$_2$$Si$$_2$$のバルクの価電子帯構造を得るために軟X線角度分解光電子分光実験を行った。得られた価電子帯構造はLuRh$$_2$$Si$$_2$$の局所密度近似をもとにした計算結果とよく似ていた。一方で、Yb 4$$f$$バンドがフェルミエネルギー付近に観測された。

口頭

YbRh$$_2$$Si$$_2$$の軟X線角度分解光電子分光

保井 晃; 藤森 伸一; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; et al.

no journal, , 

重い電子系物質であるYbRh$$_2$$Si$$_2$$はわずかな制御パラメータにより量子臨界点(QCP)を跨ぐことができ、またQCP近傍のマクロ物性が従来のスピン密度波型のものとは異なるため、非常に注目を集めている。特に、そのQCPを境にフェルミ面が不連続に変化することがホール効果測定から示唆されている。フェルミ面の不連続変化のメカニズムを明らかにするためには電子構造を実験的に調べることが近道であるが、未だ十分に理解されていない。そこで、固体内部の価電子帯構造を調べるために、YbRh$$_2$$Si$$_2$$の軟X線角度分解光電子分光測定を行った。その結果、YbRh$$_2$$Si$$_2$$は価数揺動物質であり、Yb 4$$f$$バンドは伝導バンドと混成していることがわかった。また、価電子帯構造はLuRh$$_2$$Si$$_2$$の局所密度近似計算による結果と似ていた。

口頭

Effect of magnetic field on magnetic excitation in heavy-fermion superconductors probed via neutron scattering

金子 耕士; Raymond, S.*; Hiess, A.*; F${aa}$k, B.*; Steffens, P.*; Lapertot, G.*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦

no journal, , 

An interplay between magnetism and superconductivity is one of the main research subjects in the field of strongly correlated electron systems. Magnetic excitation of heavy-fermion superconductor CeCoIn$$_{5}$$ (CCI5), which has the highest $$T_{rm sc}$$ of 2.3 K among the Ce-based heavy-fermion superconductors, exhibits distinct change; a quasielastic magnetic response above $$T_{rm sc}$$ turns into spin resonance below $$T_{rm sc}$$. Contrasting behaviour was obtained in non-centrosymmetric heavy-fermion superconductor CePt$$_3$$Si (CP3S) with $$T_{rm N}$$ = 2.2 K and $$T_{rm sc}{sim}$$ 0.5 K. In CP3S, identical magnetic excitation spectra have been observed below and above $$T_{rm sc}$$. Instead, an external magnetic field induces a drastic enhancement of the antiferromagnetic moment. We will show our latest results on neutron scattering study under magnetic field to get insights into the nature of resonance in CCI5, and the origin of the antiferromagnetic moment enhancement in CP3S.

口頭

Electronic structure of Yb-based compounds studied by soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy

保井 晃; 藤森 伸一; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 関山 明*; 摂待 力生*; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; et al.

no journal, , 

We have performed SX-ARPES measurements to investigate 3D valence-band dispersions in the bulk state of YbCu$$_2$$Ge$$_2$$, YbCu$$_2$$Si$$_2$$, and YbRh$$_2$$Si$$_2$$. It had been thought that YbCu$$_2$$Ge$$_2$$ is an Yb divalent compound. On the contrary, our SX-ARPES study of YbCu$$_2$$Ge$$_2$$ clarified that Yb 4$$f$$ electrons contribute to the formation of FSs through the hybridization with conduction bands, as observed in the typical valence fluctuating compound YbCu$$_2$$Si$$_2$$. The 3D band structures of YbCu$$_2$$Ge$$_2$$ can be reasonably explained by a relativistic LDA calculation, while those of YbCu$$_2$$Si$$_2$$ and the nearly trivalent compound YbRh$$_2$$Si$$_2$$ cannot be explained by it. Especially the relativistic LDA calculation of LuRh$$_2$$Si$$_2$$ can describe the observed band dispersions of YbRh$$_2$$Si$$_2$$ rather than that of YbRh$$_2$$Si$$_2$$. In the presentation, we will discuss the valence band structures obtained by the SX-ARPES measurements in term of the Yb valence systematically.

口頭

Yb 3$$d$$-4$$f$$共鳴光電子分光によるYbRh$$_2$$Si$$_2$$の価電子帯におけるYb 5$$d$$電子の存在の確認

保井 晃; 藤森 伸一; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 山上 浩志

no journal, , 

バルク敏感な軟X線を用いて、重い電子系物質であるYbRh$$_2$$Si$$_2$$の角度分解光電子分光実験を行った。その結果、Yb 4$$f$$バンド以外の価電子バンドは、YbRh$$_2$$Si$$_2$$のLDA計算よりは、むしろ、価電子としては5$$d$$電子が1つ多いLuRh$$_2$$Si$$_2$$のLDA計算と対応が良いことがわかった。X線非弾性散乱実験よりYb 4$$f$$電子数は13.1であることから、われわれはYb 4$$f$$からYb 5$$d$$への電子移動がYbRh$$_2$$Si$$_2$$の電子構造を理解するうえで重要であると考えている。ここで、軟X線放射光を用いれば、価電子帯におけるYb 5$$d$$電子の存在を実験的に確かめることができる。La化合物のLa 3$$d$$-4$$f$$共鳴光電子分光実験では、価電子帯に含まれるLa 5$$d$$成分の共鳴増大が確認されている。そこで、YbRh$$_2$$Si$$_2$$の価電子帯におけるYb 5$$d$$電子の存在を調べるために、Yb 3$$d$$-4$$f$$共鳴光電子分光実験を行った。その結果、結合エネルギー6-13eVにあるYb$$^{3+}$$成分の非常に大きな共鳴増大とともに、$$E_{mathrm{F}}$$付近にわずかながらも共鳴増大が確認された。これにより、YbRh$$_2$$Si$$_2$$の価電子帯にYb 5$$d$$電子が存在することの実験的確証を得た。

口頭

重い電子系超伝導体CeCoIn$$_5$$におけるカイラリティを持つスピンレゾナンス

Raymond, S.*; 金子 耕士; Hiess, A.*; Steffens, P.*; Lapertot, G.*

no journal, , 

"スピンレゾナンス"は、銅酸化物や、鉄系、そして重い電子系などの非従来型超伝導体に共通して観測される磁気励起で、超伝導ギャップ$$delta$$が符号を変える波数において、$${Omega}_{res}$$/2$${Delta}{sim}$$0.64となるエネルギーに観測される。その起源についての共通した理解はまだ得られていない一方、レゾナンスピークは、超伝導の対称性や性質についての知見をもたらすことから、重要な応答である。重い電子系超伝導体では、UPd$$_2$$Al$$_3$$, CeCu$$_2$$Si$$_2$$, CeCoIn$$_5$$において、スピンレゾナンスが観測されている。今回、Ce系重い電子系超伝導体で最も高い$$T_{sc}$$=2.3Kを示すCeCoIn$$_5$$を対象として、磁場下での偏極非弾性散乱実験を行い、その詳細を調べた。その結果、CeCoIn$$_5$$におけるスピンレゾナンスは縮退したモードであり、磁場によりゼーマン分裂を示すことを明らかにした。さらに片側偏極の解析結果から、分裂したピークは、各々のカイラリティを持つ2成分に加え、カイラリティを持たない1成分、合わせて3成分からなることを見いだした。これらの事実は、今後の理論研究を進めるうえで、重要な制約として機能することが期待される。

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