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論文

Incommensurate antiferromagnetism in UTe under pressure

Knafo, W.*; Thebault, T.*; Raymond, S.*; Manuel, P.*; Khalyavin, D. D.*; Orlandi, F.*; Ressouche, E.*; Beauvois, K.*; Lapertot, G.*; 金子耕士; et al.

Physical Review X, 15(2), p.021075_1 - 021075_16, 2025/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevX.15.021075

被引用回数：7 パーセンタイル：93.77(Physics, Multidisciplinary)

The discovery of multiple superconducting phases in UTe boosted research on correlated-electron physics. This heavy-fermion paramagnet was rapidly identified as a reference compound to study the interplay between magnetism and unconventional superconductivity with multiple degrees of freedom. The proximity to a ferromagnetic quantum phase transition was initially proposed as a driving force to triplet-pairing superconductivity. However, we find here that long-range incommensurate antiferromagnetic order is established under pressure. The propagation vector k $_{rm m}$ = (0.07, 0.33, 1) of the antiferromagnetic phase is close to a wavevector where antiferromagnetic fluctuations have previously been observed at ambient pressure. These elements support that UTe is a nearly-antiferromagnet at ambient pressure. Our work appeals for theories modelling the evolution of the magnetic interactions and electronic properties, driving a correlated paramagnetic regime at ambient pressure to a long-range antiferromagnetic order under pressure. A deeper understanding of itinerant-f-electrons magnetism in UTe will be a key for describing its unconventional superconducting phases.

論文

Weyl-Kondo semimetal behavior in the chiral structure phase of Ce $_{3}$ Rh $_{4}$ Sn $_{13}$

岩佐和晃*; Suyama, Kazuya*; 河村聖子; 中島健次; Raymond, S.*; Steffens, P.*; Yamada, Akira*; 松田達磨*; 青木勇二*; 川崎郁斗; et al.

Physical Review Materials (Internet), 7(1), p.014201_1 - 014201_11, 2023/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.7.014201

被引用回数：6 パーセンタイル：37.93(Materials Science, Multidisciplinary)

The spin dynamics, crystalline-electric-field (CEF) level scheme, specific heat, and X-ray photoemission spectra (XPS) of Ce $_{3}$ Rh $_{4}$ Sn $_{13}$ were investigated, which exhibits anomalous semimetal transport in the chiral crystallographic phase. CEF excitations observed at approximately 7 and 39 meV are consistent with the two inequivalent Ce-ion cites in the chiral structure. Because of broader CEF excitations and a strong 4 $f^{1}$ peak at the Fermi level in the Ce 4 on-resonance spectrum, the hybridized Ce 4 electrons contribute to the semimetal carriers. In addition, the spin fluctuation associated with the Kramers doublet ground state is characterized by the peak located at 0.15 meV. The electronic state involving the spin fluctuation causes the $T^{3}$ behavior of specific heat below 0.6 K, which is attributed to linear dispersion relations of electrons of the Weyl Kondo semimetal in the chiral-lattice symmetry.

論文

Direct measurement of the evolution of magnetism and superconductivity toward the quantum critical point

髭本亘; 横山淳*; 伊藤孝; 鈴木泰雅*; Raymond, S.*; 柳瀬陽一*

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(49), p.e2209549119_1 - e2209549119_6, 2022/11

https://doi.org/10.1073/pnas.2209549119

被引用回数：3 パーセンタイル：31.61(Multidisciplinary Sciences)

量子臨界点近傍においては様々な量子状態が出現し得る。特に非通常型の超伝導の対形成には量子臨界揺らぎが重要な役割を担っているものと考えられている。本論文ではミュオンと中性子を用いて観測したCeCo(In $_{1-x}$ Zn)の超伝導状態について報告している。=0.03付近から超伝導状態において磁気秩序が発達する様子が観測され、量子相転移が起こっていることを示している。さらにその転移点において超伝導磁場侵入長の増大が見られており、これらの結果は量子臨界性と超伝導電子対形成の強い相関を示している。

論文

MIRS: an imaging spectrometer for the MMX mission

Barucci, M. A.*; Reess, J.-M.*; Bernardi, P.*; Doressoundiram, A.*; Fornasier, S.*; Le Du, M.*; 岩田隆浩*; 中川広務*; 中村智樹*; Andr, Y.*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.211_1 - 211_28, 2021/12

https://doi.org/10.1186/s40623-021-01423-2

被引用回数：35 パーセンタイル：87.66(Geosciences, Multidisciplinary)

MMX赤外線分光計(MIRS)は、宇宙航空研究開発機構(JAXA)のMMXミッションに搭載されているイメージング分光計である。MIRSは他の4つのフランス研究所との協力、フランス国立宇宙研究センター(CNES)の協力と財政支援、およびJAXAと三菱電機(MELCO)との緊密な協力によりパリ天文台で開発されている。この装置はMMXの科学的目的を完全に達成するべく設計されている。MIRSはフォボスとダイモスの表面組成の分析およびサンプリングサイトの選択時に使用される組成診断スペクトル機能を含む近赤外線スペクトルマップ機能をリモートで提供する。MIRSはまた、火星の大気、特に雲,塵,水蒸気などの空間的時間的変化についても観測を行う予定である。

論文

Feedback of superconductivity on the magnetic excitation spectrum of UTe $_{2}$

Raymond, S.*; Knafo, W.*; Knebel, G.*; 金子耕士; Brison, J.-P.*; Flouquet, J.*; 青木大*; Lapertot, G.*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(11), p.113706_1 - 113706_5, 2021/11

https://doi.org/10.7566/JPSJ.90.113706

被引用回数：24 パーセンタイル：81.02(Physics, Multidisciplinary)

We investigate the spin dynamics in the superconducting phase of UTe by triple-axis inelastic neutron scattering on a single crystal sample. At the wave-vector = (0, 0.57, 0), where the normal state antiferromagnetic correlations are peaked, a modification of the excitation spectrum is evidenced, on crossing the superconducting transition, with a reduction of the relaxation rate together with the development of an inelastic peak at 1 meV. The low dimensional nature and the a-axis polarization of the fluctuations, that characterise the normal state, are essentially maintained below Tsc. The high ratio of $k_{rm B}$ $_{sc}$ 7.2 contrasts with the most common behaviour in heavy fermion superconductors.

論文

Low-dimensional antiferromagnetic fluctuations in the heavy-fermion paramagnetic ladder compound UTe $_{2}$

Knafo, W.*; Knebel, G.*; Steffens, P.*; 金子耕士; Rosuel, A.*; Brison, J.-P.*; Flouquet, J.*; 青木大*; Lapertot, G.*; Raymond, S.*

Physical Review B, 104(10), p.L100409_1 - L100409_6, 2021/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.L100409

被引用回数：66 パーセンタイル：94.28(Materials Science, Multidisciplinary)

Inelastic-neutron-scattering measurements were performed on a single crystal of the heavy-fermion paramagnet UTe $_{2}$ above its superconducting temperature. We confirm the presence of antiferromagnetic fluctuations with the incommensurate wave-vector ${bf K}_{1}$ = (0, 0.57, 0). A quasielastic signal is found, whose momentum-transfer dependence is compatible with fluctuations of magnetic moments , with a sine-wave modulation of wave-vector ${bf K}_{1}$ and in-phase moments on the nearest U atoms. Low dimensionality of the magnetic fluctuations, consequence of the ladder structure, is indicated by weak correlations along the direction . These results constitute constraints for models of magnetically-mediated superconductivity in UTe $_{2}$ .

論文

Field-induced order in heavy-fermion compound YbCoZn $_{20}$

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

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.011061

YbCoZn $_{20}$ has a heavy-fermion ground state with an enormously large Sommerfeld coefficient of 8 J/molK, 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 . 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 YbCoZn $_{20}$ .

論文

Magnetic-field-enhanced aniferromagnetism in the noncentrosymmetric heavy-fermion superconductor CePtSi

金子耕士; Stockert, O.*; Fk, B.*; Raymond, S.*; Skoulatos, M.*; 竹内徹也*; 大貫惇睦*

Physical Review B, 89(24), p.241105_1 - 241105_5, 2014/06

AA2014-0242.pdf:0.39MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.241105

被引用回数：2 パーセンタイル：8.73(Materials Science, Multidisciplinary)

The effect of magnetic field on the static and dynamic spin correlations in the non-centrosymmetric heavy-fermion superconductor CePtSi was investigated by neutron scattering. The application of a magnetic field B increases the antiferromagnetic (AFM) peak intensity. This increase depends strongly on the field direction: for the intensity increases by a factor of 4.6 at a field of 6.6T, which corresponds to more than a doubling of the AFM moment, while the moment increases by only 10% for at 5T. This is in strong contrast to the inelastic response near the antiferromagnetic ordering vector, where no marked field variations are observed for up to 3.8T. The results reveal that the AFM state in CePtSi, which coexists with superconductivity, is distinctly different from other unconventional superconductors.

論文

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

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

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

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.237210

被引用回数：21 パーセンタイル：69.79(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. 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

Probing the Coulomb interaction of PuCoGa by phonon spectroscopy

Raymond, S.*; Piekarz, P.*; Sanchez, J. P.*; Serrano, J.*; Kirsch, M.*; Detlefs, B.*; Rebizant, J.*; 目時直人; 金子耕士; Jochym, P. T.*; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 444-445, p.104 - 108, 2007/10

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.09.053

被引用回数：2 パーセンタイル：20.48(Chemistry, Physical)

重い電子系超伝導体PuCoGaについて、X線非弾性散乱から室温でのフォノンの分散関係を測定した。実験結果は、5f電子間のクーロン相互作用を3eVとした理論計算と良い一致を示していることを明らかにした。これは、この物質において5電子が部分的に局在していることを示唆している。UCoGaにおけるフォノン分散関係との比較から、UCoGaは完全にf電子が遍歴したモデルによりよく記述されることを明らかにした。

論文

Inelastic neutron scattering study on low-energy excitations of the heavy-fermion superconductor PrOsSb $_{12}$

桑原慶太郎*; 岩佐和晃*; 神木正史*; 金子耕士; 目時直人; Raymond, S.*; Masson, M.-A.*; Flouquet, J.*; 菅原仁*; 青木勇二*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 385-386(Part 1), p.82 - 84, 2006/11

https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.05.109

被引用回数：3 パーセンタイル：16.90(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導体PrOsSb $_{12}$ における低エネルギー磁気励起を調べる目的で、中性子非弾性散乱実験を行った。観測された磁気励起は、磁場誘起反強四極子秩序の秩序波数であるQ=(1,0,0)で明瞭なソフト化を示し、かつその強度はゾーンセンターと比べて弱いことを明らかにした。この結果は、これらの励起スペクトルの振舞いが、非磁性の四極子相互作用に起因していることを示している。さらに、励起スペクトルの線幅が超伝導転移以下で狭くなることから、励起子と超伝導の間に強い相関があると考えられる。

論文

Probing the coulomb interaction of the unconventional superconductor PuCoGa by phonon spectroscopy

Raymond, S.*; Piekarz, P.*; Sanchez, J. P.*; Serrano, J.*; Kirsch, M.*; Janousova, B.*; Rebizant, J.*; 目時直人; 金子耕士; Jochym, P. T.*; et al.

Physical Review Letters, 96(23), p.237003_1 - 237003_4, 2006/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.237003

被引用回数：26 パーセンタイル：73.36(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体について、線非弾性散乱から室温でのフォノンの分散関係を測定した。実験結果は、電子間のクーロン相互作用U3eVを考慮にいれて行った理論計算と良い一致を示していることを明らかにした。

論文

Phonons in UCoGa $_{5}$

目時直人; 金子耕士; Raymond, S.*; Sanchez, J. P.*; Piekarz, P.*; Parlinski, K.*; Ole, A. M.*; 池田修悟; 松田達磨; 芳賀芳範; et al.

Physica B; Condensed Matter, 378-380, p.1003 - 1004, 2006/05

https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.01.543

被引用回数：12 パーセンタイル：47.89(Physics, Condensed Matter)

UCoGa $_{5}$ の中性子散乱を用いた低エネルギー音響格子振動の研究結果と、第一原理の計算結果との比較について報告する。UCoGa $_{5}$ については、多くの対称な軸上で明瞭な音響フォノンと一部の光学フォノンが観察された。第一原理計算との一致はだいたい良好であるが、M点におけるフォノン分散のソフトニングが室温では観察されなかった。低温の結果も含めて報告する。

論文

Direct observation of quadrupolar excitons in the heavy-fermion superconductor PrOsSb

桑原慶太郎*; 岩佐和晃*; 神木正史*; 金子耕士; 目時直人; Raymond, S.*; Masson, M.-A.*; Flouquet, J.*; 菅原仁*; 青木勇二*; et al.

Physical Review Letters, 95(10), p.107003_1 - 107003_4, 2005/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.107003

被引用回数：97 パーセンタイル：91.62(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体PrOsSb $_{12}$ における低エネルギー磁気励起を調べる目的で、中性子非弾性散乱実験を行った。観測された磁気励起は、磁場誘起反強四極子秩序の秩序波数である=(1,0,0)で明瞭なソフト化を示し、かつその強度はゾーンセンターと比べて弱いことを明らかにした。この結果は、これらの励起スペクトルの振舞いが、非磁性の四極子相互作用に起因していることを示している。さらに、励起スペクトルの線幅が超伝導転移以下で狭くなることから、励起子と超伝導の間に強い相関があると考えられる。

論文

Magnetic excitations in the heavy-fermion superconductor PrOsSb $_{12}$

Raymond, S.*; Flouquet, J.*; 桑原慶太郎*; 岩佐和晃*; 神木正史*; 金子耕士; 目時直人; 菅原仁*; 青木勇二*; 佐藤英行*

Physica B; Condensed Matter, 359-361, p.898 - 900, 2005/06

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.01.256

被引用回数：2 パーセンタイル：10.96(Physics, Condensed Matter)

単結晶試料を用いた中性子非弾性散乱実験により、重い電子系超伝導体PrOsSb $_{12}$ における低エネルギー磁気励起を測定した。粉末試料を用いた測定で、0.7meVに観測された結晶場励起は、反強四極子秩序波数にあたるゾーンセンターで、0.5meVと極小値を取ることを見いだした。また、磁場下での結晶場励起の観測から、基底状態が一重項であることを明らかにした。

論文

Polarization dependence of spin excitations in BaCu $_{2}$ Si $_{2}$ O $_{7}$

Zheludev, A.*; Raymond, S.*; Regnault, L.-P.*; Essler, F. H. L.*; 加倉井和久; 増田隆嗣*; 内野倉國光*

Physical Review B, 67(13), p.134406_1 - 134406_10, 2003/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.134406

被引用回数：22 パーセンタイル：68.25(Materials Science, Multidisciplinary)

典型的なS=1/2ハイゼンベルグ擬一次元系BaCu $_{2}$ Si $_{2}$ O $_{7}$ における磁気励起の偏極依存性を波数とエネルギーの関数として測定した。その横揺らぎの成分は平均場の近似の理論結果と良い一致を示すが、縦揺らぎの成分に関しては平均場の近似では実験結果を説明できないことが明らかになった。その理由は平均場の近似では考慮されていない高次の相関効果のためと推測される。

口頭

New neutron scattering results on the spin dynamics in UNiAl and UPdAl

Scheneidewind, A.*; Hiess, A.*; Stockert, O.*; 阿曽尚文*; 佐藤憲昭*; Raymond, S.*; 金子耕士; Blackburn, E.*; Steffens, P.*; Lander, G. H.*

no journal, ,

Inelastic neutron scattering (INS) has been of particular importance in studying the interrelation of magnetism and superconductivity by determining the momentum- and energy-dependent microscopic spin dynamics in both the normal and superconducting state. In this context, we recently revisited the spin dynamics in the iso-structural magnetic superconductors UPdAl ( = 2K) and UNiAl ( = 1K). The magnetic order in UPdAl is commensurate with = (0, 0, 0.5), but incommensurate in UNiAl with = (0.39, 0, 0.5). We here present new INS results on the normal state spin dynamics of UNiAl in high resolution TAS mode as well as with the FlatCone set-up, and the influence of magnetic field on the spin dynamics in the superconducting state in UPdAl with a half-polarized setup.

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.*; Fk, 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 CePtSi (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

ATGa $_{5}$ (A:U, Pu)のフォノン

目時直人; 金子耕士; 池田修悟; 松田達磨; 芳賀芳範; 大貫惇睦; Raymond, S.*; Piekarz, P.*; Sanchez, J. P.*; Serrano, J.*; et al.

no journal, ,

PuCoGa $_{5}$ 及びUCoGa $_{5}$ のフォノンを放射光及び中性子非弾性散乱によって測定し、その分散関係を幾つかの対称軸上で決定した。PuCoGa $_{5}$ のフォノンのエネルギーはUCoGa $_{5}$ に比較して若干小さく、この結果はクーロン反発Uを仮定した第一原理計算によって説明できることがわかった。すなわちPu化合物ではU=3eVの計算がよく実験を説明し、U化合物ではU=OeVが良い。これはこれらの化合物の帯磁率の温度依存性と矛盾しない。

口頭

Magnetic excitations in the unconventional superconductor PrOsSb $_{12}$

Raymond, S.*; 桑原慶太郎*; 金子耕士

no journal, ,

PrOsSb $_{12}$ is a Heavy Fermion (HF) superconductor (= 1.85 K) that recently attracted a lot of attention due to the realization of strong interplay between electronic, multipolar and lattice properties and the related different possible mechanisms of electron pairing. Above 4 T, a Field Induced Ordered Phase (FIOP) occurs with a primar quadrupolar order parameter. The occurrence of an ordered phase in the vicinity of the superconducting pocket of the (H-T) phase diagram leads to the suggestion that quadrupolar fluctuations participate in the pairing by analogy with the scenario of magnetic mediated pairing for the Ce and U HF compounds. The observed magnetic excitation clearly softens at the wave-vector = (1, 0, 0), which is the same as the modulation vector of the FIOP and its intensity is smaller than that around the zone center. This results directly evidences that this excitonic behavior is derived mainly from non-magnetic quadrupolar interactions.