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論文

Nanoscale heterogeneity induced by nonmagnetic Zn dopants in the quantum critical metal CeCoIn$$_5$$; $$^{115}$$In NQR/NMR and $$^{59}$$Co NMR study

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Zhu, J.-X.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*; Ramakrishna, S. K.*; Reyes, A. P.*; 鈴木 康平*; 大島 佳樹*; et al.

Physical Review B, 104(8), p.085106_1 - 085106_12, 2021/08

典型的な量子臨界金属であるCeCoIn$$_5$$は、In元素をZn元素で少量置換することで、反強磁性を誘起できることが知られており、7%Zn置換系では、超伝導も共存する。NQRおよびNMRを用いて、微視的に電子状態を調べた結果、反強磁性はZn置換子周辺で起こり、超伝導は置換子から離れた電子状態が核となって起こり、近接効果により、バルク全体に超伝導が拡がる、という不均一性を見出した。Zn置換子周辺にある局所不均一性は、磁場をかけても残存することも見出した。

論文

$$^{33}$$S nuclear magnetic resonance spectra of uranium disulfide $$beta$$-US$$_2$$

酒井 宏典; 徳永 陽; 芳賀 芳範; 神戸 振作; Ramakrishna, S. K.*; Reyes, A. P.*; Rosa, P. F. S.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*; Fisk, Z.*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011169_1 - 011169_6, 2020/03

半金属から半導体へクロスオーバーを示すウラン二硫化物$$beta$$-US$$_2$$について、核スピン$$I=3/2$$をもつ$$^{33}$$S核核磁気共鳴(NMR)法を用いて研究を行った。$$^{33}$$S核は自然存在比0.76%しかないため、このNMR実験のために50%まで濃縮した単結晶を育成した。結晶$$c$$軸方向に外部磁場をかけて、$$beta$$-US$$_2$$における$$^{33}$$S核NMRスペクトルを得ることができ、サイト同定を行った。

論文

$$^{239}$$Pu nuclear magnetic resonance in the candidate topological insulator PuB$$_4$$

Dioguardi, A. P.*; 安岡 弘志*; Thomas, S. M.*; 酒井 宏典; Cary, S. K.*; Kozimor, S. A.*; Albrecht-Schmitt, T. E.*; Choi, H. C.*; Zhu, J.-X.*; Thompson, J. D.*; et al.

Physical Review B, 99(3), p.035104_1 - 035104_6, 2019/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:22.92(Materials Science, Multidisciplinary)

正方晶プルトニウムボロン化合物PuB$$_{4}$$の単結晶、および粉末試料を用いて、$$^{239}$$Pu核核磁気共鳴(NMR)実験を行なった。この化合物は、最近になって強相関電子系のトポロジカル絶縁体候補物質と考えられている。$$^{239}$$Pu核NMRスペクトルは、結晶内Pu位置の局所対称性を反映したものとなっており、NMRシフトとNMR緩和率の温度依存性は、エネルギーギャップをもつ非磁性状態にあることが示唆された。これは、密度汎関数理論計算結果とも矛盾しない。実際に観測された巨視的なギャップ状態は、本化合物がトポロジカル絶縁体候補であることを支持している。

論文

Anisotropy of spin fluctuations in a tetragonal heavy fermion antiferromagnet CeRhAl$$_4$$Si$$_2$$

酒井 宏典; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; Ghimire, N. J.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Journal of Physics; Conference Series, 868(1), p.012012_1 - 012012_5, 2017/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:57.57

単結晶CeRhAl$$_4$$Si$$_2$$において、$$^{27}$$Al核磁気共鳴(NMR)実験を行った。常磁性状態において、ナイトシフト、四重極周波数、電場勾配の非対称パラメータを求め、超微細結合定数も決定した。緩和率は、高温において4$$f$$電子が局在していることを示唆しており、低温NMRスペクトル解析から、この系の反強磁性磁気構造について議論する。

論文

Local moments in the heterogeneous electronic state of Cd-substituted CeCoIn$$_5$$; NQR relaxation rates

酒井 宏典; Ronning, F.*; 服部 高典; 徳永 陽; 神戸 振作; Zhu, J.-X.*; Wakeham, N.*; 安岡 弘志; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Journal of Physics; Conference Series, 807(3), p.032001_1 - 032001_6, 2017/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:41.97

量子臨界金属CeCoIn$$_5$$のInを少量のCdで置換した時の電子状態を核四重極共鳴(NQR)を用いて調べた。およそ半分のCd置換子周りで局所的にCeの局在モーメントが発生することを、縦緩和率$$1/T_1$$のサイト依存性から明らかにした。横緩和率$$T_{rm 2G}$$の測定も行い、局在スピン周りでは、$$T_1T/T_{rm 2G}^2$$が温度$$T$$に比例し、一方、置換子から離れたところでは、$$T_1T/T_{rm 2G}^2propto T^{0.7}$$となっており、純CeCoIn$$_5$$$$T^{0.75}$$に近く、バルクの電子状態は量子臨界状態のままである。

論文

Incommensurate to commensurate antiferromagnetism in CeRhAl$$_4$$Si$$_2$$; An $$^{27}$$Al NMR study

酒井 宏典; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; Ghimire, N. J.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review B, 93(1), p.014402_1 - 014402_9, 2016/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:6.71(Materials Science, Multidisciplinary)

反強磁性近藤格子系CeRhAl$$_4$$Si$$_2$$の単結晶を用いて、$$^{27}$$Al核核磁気共鳴(NMR)実験を行った。この化合物は、ゼロ磁場で$$T_{rm N1}$$=14 Kと$$T_{rm N2}$$=9 Kで反強磁性転移をする。常磁性状態において、斜方対称をもつAlサイトのナイトシフト、四重極周波数、非対称パラメーターを決定した。移行超微細結合定数も決定した。$$T_{rm N2}$$以下の反強磁性秩序が格子整合していること、$$T_{rm N2}$$以上、$$T_{rm N1}$$以下の反強磁性は非整合であることを示した。スピン格子緩和率の温度依存性から、$$T_{rm N1}$$以上で、4f電子が局在的になっていることも示した。

論文

Microscopic investigation of electronic inhomogeneity induced by substitutions in a quantum critical metal CeCoIn$$_5$$

酒井 宏典; Ronning, F.*; Zhu, J.-X.*; Wakeham, N.*; 安岡 弘志; 徳永 陽; 神戸 振作; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review B, 92(12), p.121105_1 - 121105_5, 2015/09

 被引用回数:14 パーセンタイル:59.87(Materials Science, Multidisciplinary)

核四重極共鳴(NQR)法を用いて、SnやCdを置換した量子臨界金属CeCoIn$$_5$$について微視的研究を行った。その結果、両置換子によって誘起される局所的電子状態は、かなり異なっていることが分かった。この知見は、一般的に置換系で見られる系毎に異なる非フェルミ液体的挙動を統一的に説明することに役立つかも知れない。

論文

Emergent antiferromagnetism out of the "hidden-order" state in URu$$_2$$Si$$_2$$; High magnetic field nuclear magnetic resonance to 40 T

酒井 宏典; Urbano, R. R.*; 徳永 陽; 神戸 振作; 鈴木 通人; Kuhns, P. L.*; Reyes, A. P.*; Tobash, P. H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; et al.

Physical Review Letters, 112(23), p.236401_1 - 236401_5, 2014/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:53.57(Physics, Multidisciplinary)

$$^{29}$$Si核を完全濃縮したURu$$_2$$Si$$_2$$単結晶を用いて、$$^{29}$$Si核核磁気共鳴(NMR)を行い、「隠れた秩序」(HO)状態と隣接する磁気相について微視的に調べた。極低温0.4Kで、HO相内22T付近にNMRシフトの異常が見られ、この磁場でフェルミ面不安定性があることを確認した。さらに、磁場をかけるとNMRシフトは顕著に増大し、臨界磁場$$H_csim$$35.6TのHO相の終焉と共にNMR信号は突然消失した。しかし、$$H_c$$以上の温度4.2Kで、HO相に隣接する磁気相のNMRスペクトルを測定できた。このスペクトル形状は、この磁気相の構造がイジング異方性をもつウランの磁気モーメントが並んだものによることを示している。

論文

Coexistence of antiferromagnetism with superconductivity in CePt$$_2$$In$$_7$$; Microscopic phase diagram determined by $$^{115}$$In NMR and NQR

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review Letters, 112(20), p.206401_1 - 206401_5, 2014/05

 被引用回数:13 パーセンタイル:68.3(Physics, Multidisciplinary)

常圧で重い電子系反強磁性体であるCePt$$_{2}$$In$$_{7}$$ ($$T_{rm N}$$=5.2K)の$$^{115}$$In核-核磁気共鳴(NMR)及び核四重極共鳴(NQR)測定を圧力下において行った。Ce $$4f$$電子の反強磁性状態は約2.4GPaのところで、局在的から遍歴的な性質を示すようになり、超伝導が観測されるようになる。さらに加圧すると、3.4GPaのところで、反強磁性秩序は完全に抑制され、NMR緩和率は超伝導転移温度において、通常よりも鋭く、一次転移的に減少を示した。

論文

NMR/NQR Study of pressure-induced superconductor CePt$$_2$$In$$_7$$

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Lee, H.*; Sidorov, V. A.*; Tobash, P. H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Journal of Physics; Conference Series, 391, p.012057_1 - 012057_4, 2012/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:82.69

常圧下でネール点5.2Kの反強磁性体である単結晶CePt$$_2$$In$$_7$$を用いて、零磁場$$^{115}$$In核核磁気共鳴(NMR)実験を行った。斜方対称性を持つIn(3)サイトの3$$nu_{rm Q}$$ラインの1.6Kまでの低温領域における温度依存性、2.4GPaまでのNMRスペクトルの圧力依存性を測定した。その結果、常圧下最低温度領域では、整合反強磁性秩序と非整合反強磁性秩序とが共存することがわかった。また圧力印加に伴い、整合反強磁性秩序の体積分率が大きくなることもわかった。NMR緩和率についても、圧力依存性・温度依存性を測定したので、その結果についても発表を行う。

論文

Anisotropic spin fluctuations in the heavy fermion systems; Case studies of CePd$$_5$$Al$$_2$$ and NpPd$$_5$$Al$$_2$$

酒井 宏典; 中堂 博之; 徳永 陽; 神戸 振作; 芳賀 芳範; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*; 本間 佳哉*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB003_1 - SB003_6, 2012/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:40.99(Physics, Multidisciplinary)

Ce$$T$$In$$_5$$ ($$T$$=Co, Rh, Ir)及び$$An$$$$T$$Ga$$_5$$ ($$An$$=U, Np, Pu)という化学式を持つ一連の化合物(115系と称する)、核磁気共鳴(NMR)測定の結果得られるナイトシフトと緩和率の解析から、反強磁性スピン揺らぎのXY型異方性がd波超伝導発現に有利であるとわかってきた。この仮説を確かめるために、115系化合物と類似の結晶構造を有するCePd$$_5$$Al$$_2$$とNpPd$$_5$$Al$$_2$$においてスピン揺らぎの異方性がどうなっているかを検証した。CePd$$_5$$Al$$_2$$は、イジング異方性を持つ反強磁性体であり、スピン揺らぎも同じくイジング型の異方性を示した。d波超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$は、転移温度直上の通常状態においてXY型の反強磁性磁気揺らぎを有していることがわかった。

論文

NMR study for $$4f$$-localized ferromagnet CeRu$$_2$$Ga$$_2$$B

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Baumbach, R. E.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review B, 86(9), p.094402_1 - 094402_8, 2012/09

 被引用回数:10 パーセンタイル:45.04(Materials Science, Multidisciplinary)

$$^{11}$$B核と$$^{69,71}$$Ga核を用いて核磁気共鳴(NMR)研究を正方晶Ce化合物CeRu$$_2$$Ga$$_2$$Bにおいて行った。ナイトシフトは、帯磁率と同じく$$c$$軸方向にイジング型の異方性を示した。超微細結合定数を決定し、核磁気緩和率$$1/T_1$$から求めたスピン揺らぎの異方性も$$c$$軸方向にイジング型であることを示した。また、本化合物における$$4f$$電子の局在性について議論した。

論文

CeRu$$_2$$Al$$_2$$B; A Local-moment 4$$f$$ magnet with a complex $$T$$-$$H$$ phase diagram

Raumbach, R. E.*; 中堂 博之; 安岡 弘志; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review B, 85(9), p.094422_1 - 094422_7, 2012/03

 被引用回数:27 パーセンタイル:75.89(Materials Science, Multidisciplinary)

The temperature-magnetic field ($$T$$-$$H$$) phase diagram for the tetragonal compound CeRu$$_2$$Al$$_2$$B, determined from magnetization, specific heat, nuclear magnetic resonance (NMR), and electrical resistivity is reported. This system exhibits localized 4$$f$$ magnetic ordering at high temperatures where antiferromagnetism is observed at a N${'e}$el temperature $$T$$$$_{rm N}$$ = 14.2 K and a first-order ferromagnetic transition is observed at a Curie temperature $$T$$$$_{rm c}$$ = 12.8 K. The application of a magnetic field $$H$$ results in a rich phase diagram that includes three magnetically ordered phase: (1) antiferromagnetic, (2) canted antiferromagnetic, and (3) ferromagnetic, indicating that there are several finely tuned exchange interaction.

論文

Magnetic-field-induced enhancement of nuclear spin-lattice relaxation rates in the heavy-fermion superconductor CeCoIn$$_5$$ using $$^{59}$$Co nuclear magnetic resonance

酒井 宏典; Brown, S. E.*; Baek, S.-H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review Letters, 107(13), p.137001_1 - 137001_5, 2011/09

 被引用回数:14 パーセンタイル:66.39(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体CeCoIn$$_5$$において、$$^{59}$$Co核の核スピン緩和率を磁場をc軸にかけて測定した。上部臨界磁場$$H_{c2}(0)$$直上の極低温の通常状態において、核スピン緩和率の増大を観測した。核スピン緩和率は、直接、動的帯磁率を反映する物理量であり、反強磁性不安定性が$$H_{c2}(0)$$近傍にあることを直接証明している。核スピン緩和率の磁場依存性・温度依存性は、反強磁性スピン揺らぎの自己無撞着理論によってよく再現することができ、得られたパラメータを用いて、比熱や熱膨張の測定結果を上手く説明することができる。

論文

Dilute La-substitutions in CeRhIn$$_5$$ studied by means of NMR/NQR techniques

酒井 宏典; 栗田 伸之*; Miclea, C. F.*; Movshovich, R.*; Lee, H.-O.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.A), p.SA059_1 - SA059_3, 2011/07

La希釈効果を(Ce, La)RhIn$$_5$$系において核磁気共鳴(NMR/NQR)法を用いて微視的に調べた。In(1)サイトの4$$nu_{rm Q}$$スペクトル位置から、La 5%程度の希釈によって、Ceから移送される内部磁場は減少することがわかった。これは超微細結合定数が減少したことによるものと見られる。また緩和率測定から、反強磁性秩序状態において、La希釈に伴って、Laサイトに隣接するCeモーメントが局在モーメント的に振る舞っていることがわかった。

論文

Stabilization of commensurate antiferromagnetism in CePt$$_2$$In$$_7$$ by pressure up to 2.4 GPa; $$^{115}$$In NMR and NQR under zero field

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Lee, H.-O.*; Sidorov, V. A.*; Tobash, P. H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review B, 83(14), p.140408_1 - 140408_4, 2011/04

 被引用回数:20 パーセンタイル:66.65(Materials Science, Multidisciplinary)

単結晶CePt$$_2$$In$$_7$$を用いてゼロ磁場$$^{115}$$In核NMRを行った。CePt$$_2$$In$$_7$$は、5.2Kに反強磁性秩序温度を持つ重い電子系反強磁性体である。常磁性状態において、NQRスペクトルを観測し、結晶学的に異なるIn(1), In(2), In(3)サイトに帰属をした。In(3)サイトの3$$nu_{rm Q}$$信号に関して、温度,圧力を変化させてスペクトルの変化を調べた結果、常圧においては、整合反強磁性秩序と非整合反強磁性秩序が、1.6Kにおいて共存していること、2.4GPa程度の圧力印加に伴い、整合反強磁性秩序が安定化することがわかった。3GPa程度で誘起される超伝導発現には、この整合反強磁性揺らぎが重要かもしれない。

論文

Electronic inhomogeneity in a Kondo lattice

Bauer, E. D.*; Yang, Y.-F.*; Capan, C.*; Urbano, R. R.*; Miclea, C. F.*; 酒井 宏典; Ronning, F.*; Graf, M. J.*; Balatsky, A. V.*; Movshovich, R.*; et al.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(17), p.6857 - 6861, 2011/04

 被引用回数:34 パーセンタイル:83.07(Multidisciplinary Sciences)

強相関$$f$$電子系CeCoIn$$_5$$を例に、不均一な電子状態を例示する。熱力学的物理量と核四重極共鳴測定とを組合せて超伝導状態を解析した。非磁性不純物(Y, La, Yb, Th, Hg, Sn)の置換によって、Kondo格子の不完全性に由来する『スイスチーズ』様の不均一な電子状態を作り出すことにより、局所的に超伝導を抑制できる。一般近藤格子における物理を理解するには、この不均一な電子状態を考察する必要がある。

論文

Anisotropic spin fluctuations and superconductivity in "115" heavy fermion compounds; $$^{59}$$Co NMR study in PuCoGa$$_5$$

Baek, S.-H.*; 酒井 宏典; Bauer, E. D.*; Mitchell, J. N.*; Kennison, J. A.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*

Physical Review Letters, 105(21), p.217002_1 - 217002_4, 2010/11

 被引用回数:12 パーセンタイル:62.18(Physics, Multidisciplinary)

超伝導体PuCoGa$$_5$$の通常状態において、$$^{59}$$Co NMR測定を単結晶を用いて行った。核スピン-格子緩和率とナイトシフトの温度依存性から、反強磁性的スピン相関が発達していることを明らかにした。同じ結晶構造を持つ重い電子系超伝導体との比較を行い、${it XY}$的なスピン揺らぎ異方性が重い電子系超伝導体にとって重要な役割を担うことを示した。

論文

Anisotropy of antiferromagnetic spin fluctuations in the heavy fermion superconductors of Ce${it M}$In$$_5$$ and Pu${it M}$Ga$$_5$$ (${it M}$=Co, Rh)

酒井 宏典; 神戸 振作; 徳永 陽; 芳賀 芳範; Baek, S.-H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1264, p.69 - 79, 2010/10

重い電子系Ce${it M}$In$$_5$$とPu${it M}$Ga$$_5$$ (${it M}$=Co, Rh)において、核磁気共鳴(NMR)法を用いて微視的に反強磁性スピン揺らぎの異方性を調べた。ナイトシフトと核スピン格子緩和率$$1/T_1$$のデータは、これらの非通常型超伝導体の通常状態におけるXY型の異方性を示唆した。さらに、正方晶115型超伝導体では、常伝導体であるUFeGa$$_5$$や反強磁性体UPtGa$$_5$$や、NpCoGa$$_5$$, NpFeGa$$_5$$などに比べて、その異方性は大きくなっており、XY型の反強磁性揺らぎの強い系ほど超伝導転移温度が高いということがわかった。

論文

$$^{59}$$Co NMR shift anomalies and spin dynamics in the normal state of superconducting CeCoIn$$_5$$; Verification of two-dimensional antiferromagnetic spin fluctuations

酒井 宏典; Baek, S.-H.*; Brown, S. E.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review B, 82(2), p.020501_1 - 020501_4, 2010/07

 被引用回数:14 パーセンタイル:55.9(Materials Science, Multidisciplinary)

CeCoIn$$_5$$における反強磁性スピン揺らぎを調べるために$$^{59}$$Co核核磁気共鳴(NMR)実験を行った。NMRシフト($$K$$)と帯磁率($$chi$$)とのプロットが直線上にならない異常が観測される。この$$K$$-$$chi$$異常を温度依存する超微細結合定数$$A(T)$$で総合的に理解できることを示した。$$^{59}$$Co核NMR緩和率の温度依存性は、$$A(T)^2$$でノーマライズするとIn(1)核核四重極緩和率の温度依存性と一致して、矛盾がなくなる。そのスピンダイナミクスは、量子臨界点に近い二次元反強磁性相関で理解できる。また、40K以下で重い電子状態形成と同時にスピン揺らぎの異方性が発達することもわかった。

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