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論文

Magnetic ordering and structural phase transitions of Nd$$_{3}$$$$T$$$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ ($$T$$ = Rh and Ir)

下田 愛海*; 岩佐 和晃*; 桑原 慶太郎*; 佐賀山 基*; 中尾 裕則*; 石角 元志*; 大原 高志; 中尾 朗子*; 星川 晃範*; 石垣 徹*

JPS Conference Proceedings (Internet), 38, p.011091_1 - 011091_6, 2023/05

https://doi.org/10.7566/JPSCP.38.011091

Synchrotron X-ray diffraction study revealed that Nd$$_{3}$$$$T$$$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ ($$T$$ = Rh and Ir) undergo structural phase transitions characterized by the wave vector $$q$$$$_{rm L}$$=(1/2,1/2,0). Neutron diffraction study revealed antiferromagnetic ordering below $$T$$$$_{rm N}$$ = 1.65 and 1.42 K for Nd$$_{3}$$Rh$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ and Nd$$_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$, respectively, which is similar to that previously reported for Nd$$_{3}$$Co$$_{4}$$Sn$$_{13}$$. These compounds show a magnetic susceptibility saturation behavior below approximately 3 K. The results indicate emergence of anomalous electronic correlation in Nd$$_{3}$$$$T$$$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ ($$T$$ = Co, Rh, and Ir) above $$T$$$$_{rm N}$$.

論文

Gaps in topological magnon spectra; Intrinsic versus extrinsic effects

Do, S.-H.*; Paddison, J. A. M.*; Sala, G.*; Williams, T. J.*; 金子 耕士; 桑原 慶太郎*; May, A. F.*; Yan, J.*; McGuire, M. A.*; Stone, M. B.*; et al.

Physical Review B, 106(6), p.L060408_1 - L060408_6, 2022/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.L060408
 被引用回数：10 パーセンタイル：83.82(Materials Science, Multidisciplinary)

For topological magnon spectra, determining and explaining the presence or absence of a gap at a magnon crossing point is a central issue. An inelastic neutron scattering study of a single crystals is a powerful experimental technique to investigate the spin dynamics and hence is widely employed to probe the magnetic excitation spectra of topological materials. However, when the neutron intensity rapidly disperses, such as near a crossing point for a Dirac magnon, the apparent spectrum is extremely sensitive to experimental conditions including sample mosaic, resolution, and integration range. Here we study a gapless Dirac magnon candidate CrCl$$_{3}$$ to show how the quantification of a gapless or gaped spectrum at the Dirac point is extremely sensitive to the integration range of data. Our work calls for a careful examination of reports of gaps in inelastic neutron scattering spectra to ensure that topological gaps are not misdiagnosed or overestimated due to experimental factors.

論文

Successive phase transitions in $$R_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ ($$R$$: La and Ce) investigated using neutron and X-ray diffraction

中里 晟也*; 岩佐 和晃*; 橋本 大輔*; 塩澤 真未*; 桑原 慶太郎*; 中尾 裕則*; 佐賀山 基*; 石角 元志*; 大原 高志; 中尾 朗子*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011128_1 - 011128_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011128

Successive phase transitions of $$R_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ ($$R$$: La and Ce) were studied using neutron and X-ray diffraction techniques. A semimetal Ce$$_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ undergoes three phase transitions: an antiferromagnetic ordering characterized by a propagation vector $$q_{rm M}$$ = (1/2, 1/2, 2/5) below 0.6 K, a structural transformation with $$q_{rm S2}$$= (1/4, 1/4, 1/4) at 2.0 K, and another structural transformation with $$q_{rm S1}$$ = (1/2, 1/2, 0) above room temperature. La$$_{3}$$Ir$$_{4}$$Sn$$_{13}$$ was confirmed to be a superconductor below 2.5 K under the $$q_{rm S1}$$ = (1/2, 1/2, 0) structure that also appears above room temperature.

論文

Structure of the magnetic excitations in the spin-1/2 triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet Ba$$_{3}$$CoSb$$_{2}$$O$$_{9}$$

伊藤 沙也*; 栗田 伸之*; 田中 秀数*; 河村 聖子; 中島 健次; 伊藤 晋一*; 桑原 慶太郎*; 加倉井 和久*

Nature Communications (Internet), 8, p.235_1 - 235_6, 2017/08

https://doi.org/10.1038/s41467-017-00316-x
 被引用回数：76 パーセンタイル：93.89(Multidisciplinary Sciences)

A spin-1/2 triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet (TLHAF) is a prototypical frustrated quantum magnet, which exhibits remarkable quantum many-body effects that arise from the synergy between spin frustration and quantum fluctuation. The ground-state properties of a spin-1/2 TLHAF are theoretically well understood. However, magnetic excitations are less well understood and the theoretical consensus is limited. The experimental study of the magnetic excitations in spin-1/2 TLHAFs has also been limited. Here we show the whole picture of magnetic excitations in the spin-1/2 TLHAF Ba$$_{3}$$CoSb$$_{2}$$O$$_{9}$$ investigated by inelastic neutron scattering. Significantly different from the theory, the excitation spectra have a three-stage energy structure. The lowest first stage is composed of dispersion branches of single-magnon excitations. The second and third stages are dispersive continua accompanied by columnar continuum extending above 10 meV, which is six times larger than the exchange interaction J=1.67 meV. Our results indicate the necessity of a new theoretical framework.

論文

Science from the initial operation of HRC

伊藤 晋一*; 横尾 哲也*; 益田 隆嗣*; 吉澤 英樹*; 左右田 稔*; 池田 陽一*; 井深 壮史*; 川名 大地*; 佐藤 卓*; 南部 雄亮*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034001_1 - 034001_6, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.034001

Since the installation of the High Resolution Chopper Spectrometer, HRC, experiments using the HRC are being conducted to observe the dynamics in wide range of physics. Scientific results during the period since the initial construction are summarized.

論文

陽極酸化皮膜を用いたガスケット絶縁技術の開発

長壁 豊隆; 加藤 義博*; 本元 悟*; 桑原 慶太郎*

高圧力の科学と技術, 25(1), p.57 - 63, 2015/03

https://doi.org/10.4131/jshpreview.25.57

強相関電子系物質の圧力誘起相臨界領域で発現する新奇物性を、同一の高圧試料環境下において構造-磁性-伝導の相関の視点から研究するため、中性子回折用ハイブリッド式対向アンビル(HA)を用いて電気抵抗との同時測定を実現するための技術開発を行っており、現在、これに不可欠なガスケットの絶縁技術開発を中心に行っている。HAでは、中性子透過率を重視してアルミ合金(JIS A2017P)ガスケットを使用している。我々はこれに着目し、ガスケット表面に特殊な陽極酸化皮膜(ミタニライトト)を形成し、これを絶縁層として利用する方法を考案した。室温下でミタニライト皮膜付きガ スケットの加圧試験を行った結果、測定用リー ド線の断線やショートを起こさずに約6GPaの圧力発生に成功した。

論文

Magnetic excitation in totally symmetric staggered ordered phase of PrFe$$_4$$P$$_{12}$$

岩佐 和晃*; Hao, L.*; 神木 正史*; 桑原 慶太郎*; Mignot, J.-M.*; 菅原 仁*; 青木 勇二*; 松田 達磨; 佐藤 英行*

Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094711_1 - 094711_9, 2012/09

https://doi.org/10.1143/JPSJ.81.094711
 被引用回数：9 パーセンタイル：52.9(Physics, Multidisciplinary)

We report inelastic neutron scattering results for single-crystalline samples of PrFe$$_4$$P$$_{12}$$, which undergoes a transition from the heavy-electron phase to the antiferro-type nonmagnetic ordered phase. In contrast to the quasielastic magnetic response observed in the heavy electron phase, the well-defined inelastic peaks located at 1.5 and 3 meV are superimposed in the ordered phase. The maximum spectral intensity appears at the Brillouin zone center for the original $$Imbar{3}$$ structure, and the minimum spectral intensity appears at the zone boundaries including the ordering vector $$q_0$$ = (1,0,0). The spectra are consistent with the recently proposed staggered ordering of a Pr site with well-localized $$f$$-electrons and that with a Kondo-singlet-like state, which are represented as the totally symmetric state accompanied by the charge modulation of carriers.

論文

Pressure-induced antiferromagnetic order in filled skutterudite PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$ studied by single-crystal high-pressure neutron diffraction

長壁 豊隆; 桑原 慶太郎*; 川名 大地*; 岩佐 和晃*; 菊地 大輔*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*

Journal of the Physical Society of Japan, 79(3), p.034711_1 - 034711_7, 2010/03

https://doi.org/10.1143/JPSJ.79.034711
 被引用回数：18 パーセンタイル：68.73(Physics, Multidisciplinary)

The order parameter in the pressure-induced insulating phase of filled skutterudite compound PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$ has been investigated using high-pressure single-crystal neutron diffraction technique. Clear evidence of the antiferromagnetic order with the propagation vector $$vec{q}$$ = (1, 0, 0) was observed in the insulating phase above 2.7 GPa. The $$vec{q}$$ = (1, 0, 0) structure is identical with that in the non-magnetic ordered phase below 2.5 GPa and with the nesting property of the Fermi surface. The observed magnetic moment of Pr ion is 2$$mu$$B and almost pressure independent at least up to 4.2 GPa. The 2$$mu$$B magnetic moment is originated from the dipole in the low-lying quasi-quartet crystal field sate. The pressure-induced antiferromagnetic structure under 3.2 GPa is suppressed by applying magnetic field of about 1.5 T, which is interpreted as flop of magnetic moments into alignment of ferromagnetic state. This brings about the steep decrease of the resistivity due to the disappearance of the antiferromagnetic superstructure.

論文

Unusual electronic state of the low-carrier system CeSb under high pressure studied by simultaneous measurement of electrical resistivity and lattice parameter

Hannan, A.*; 岡山 泰*; 長壁 豊隆; 桑原 慶太郎*; 神木 正史*

Journal of the Physical Society of Japan, 76(5), p.054706_1 - 054706_6, 2007/05

https://doi.org/10.1143/JPSJ.76.054706
 被引用回数：1 パーセンタイル：10.86(Physics, Multidisciplinary)

少数キャリアー物質CeSbの2GPa以上の圧力下での電気抵抗に見られる異常の起原を明らかにするため、高圧下でX線回折と電気抵抗の同時測定を行った。また、高圧力下の中性子回折を行い、磁気構造、及び磁気転移温度の圧力依存性を調べた。その結果、反強磁性転移温度直下で、電気抵抗の異常な増大と格子収縮が同時に生じることが明らかになった。このことから、圧力下で、イオン半径の小さい$$Gamma$$$$_{8}$$状態の反強磁性秩序が、$$Gamma$$$$_{7}$$常磁性状態の中に部分的に出現すると考えると、電気抵抗異常の起原が理解できる。

論文

The Unconventional superconductivity of skutterudite PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$; Time-reversal symmetry breaking and adjacent field-induced quadrupole ordering

青木 勇二*; 田山 孝*; 榊原 俊郎*; 桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 正史*; 髭本 亘; MacLaughlin, D. E.*; 菅原 仁*; 佐藤 英行*

Journal of the Physical Society of Japan, 76(5), p.051006_1 - 051006_13, 2007/05

https://doi.org/10.1143/JPSJ.76.051006
 被引用回数：63 パーセンタイル：57.04(Physics, Multidisciplinary)

本論文では非通常型超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$の実験的現状について報告している。スクッテルダイト化合物について簡単に紹介した後、われわれはPrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$の超伝導状態が特に常伝導状態においてどのように他の重い電子超伝導体と異なるのかを議論している。

論文

Development of a hybrid-anvil type high-pressure device and its application to magnetic neutron scattering studies

長壁 豊隆; 加倉井 和久; 川名 大地*; 桑原 慶太郎*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part3), p.2725 - 2727, 2007/03

中性子磁気散乱実験の上限である3GPaを超えた領域で実験を行うため、サファイアアンビル式の高圧力発生技術の開発を行っている。今回、片側のサファイアを、圧縮強度が同程度で抗折力や破壊靭性に優れる超硬(WC)に変更して、ハイブリッドアンビルとした。さらに超硬アンビルのキュレットに窪みを設けることによって試料空間が拡大し、同時にアンビルとガスケットとの摩擦が増大した。その結果、加圧試験において5GPaを安定して発生できた。このハイブリッドアンビルの応用として、充填スクッテルダイト化合物PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$について、3.2GPaまでの圧力下で中性子散乱実験を行った。その結果、この物質が臨界圧力2.4GPa以上の絶縁体相(臨界圧力以下では金属状態で、反強四極子秩序を示す。)で、Prイオンあたり1.8$$mu$$$$_{B}$$で$$q$$=(1,0,0)の圧力誘起反強磁性秩序を示すことを発見した。

論文

Elastic anomalies of UGe$$_2$$

桑原 慶太郎*; 酒井 祟史*; 神木 正史*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.362 - 364, 2007/03

UGe$$_2$$の超音波実験を4-120Kの範囲で行った。30Kの特性温度$$T^{*}$$に着目した。3つの$$c$$$$_{11}$$, $$c$$$$_{55}$$, $$c$$$$_{66}$$モードは温度降下とともに増大し、強磁性転移温度で異常を示した。$$c$$$$_{11}$$モードの$$T^{*}$$近辺の異常はブロードで$$T^{*}$$が相転移温度ではないことが示唆される。$$c$$$$_{55}$$と$$c$$$$_{66}$$モードの弾性定数は$$T^{*}$$で何の異常も示さなかった。

論文

Neutron scattering study on the field-induced $$O_{xy}$$-type antiferroquadrupolar ordering of the heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$

金子 耕士; 目時 直人; 椎名 亮輔*; 松田 達磨; 神木 正史*; 桑原 慶太郎*; Bernhoeft, N.*

Physical Review B, 75(9), p.094408_1 - 094408_7, 2007/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.094408
 被引用回数：21 パーセンタイル：64.75(Materials Science, Multidisciplinary)

Pr系重い電子系超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$について、中性子散乱により磁場誘起反強四極子秩序の秩序変数を明らかにした。磁場の印加に伴い、秩序波数[1,0,0]の誘起反強磁性モーメントが現れることを、磁場方向[1,1,0], [0,0,1]の双方について観測した。${textit{textbf{H}}}$ $${parallel}$$ [1,1,0]の8,Tでは、0.16(10) $${mu}_{rm B}$$/Prの反強磁性モーメントが、実験精度の範囲内で磁場に平行に誘起されていることを明らかにした。この結果は、${textit{textbf{H}}}$ $${parallel}$$ [1,1,0]において、$$O_{xy}$$型の電気四極子が秩序変数であることを証拠づけている。基底状態の$${Gamma}_1$$一重項及び励起$${Gamma}_4^{(2)}$$三重項と、$$O_{xy}$$型の四極子相互作用による平均場計算は、誘起磁気モーメントの方向に加え、その磁場依存性についてもよく再現している。これらの結果は、PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$において$$O_{xy}$$型の四極子相互作用が支配的であることを示している。

論文

Structural transformation on the pressure-induced metal-insulator transition in PrFe$$_{4}$$4P$$_{12}$$

川名 大地*; 桑原 慶太郎*; 佐藤 正志*; 高木 正俊*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*; 佐賀山 基*; 長壁 豊隆; 岩佐 和晃*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(11), p.113602_1 - 113602_4, 2006/11

https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.113602
 被引用回数：11 パーセンタイル：56.33(Physics, Multidisciplinary)

充填スクッテルダイト化合物PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$は常圧で金属状態であり、T$$_{A}$$=6.5K以下で非磁性秩序相を持つ。P$$_{C}$$=2.4GPaの圧力下でこの非磁性秩序相は消失し、高温下では金属状態であるが、低温下で絶縁体秩序相へと相転移する。われわれはこの物質に対し、単結晶X線回折実験を行った。その結果、P$$_{C}$$以上で、金属-絶縁体転移が生じる温度で、立方晶から斜方晶への結晶構造の転移を発見した。同時に格子定数の不連続な飛びを観測し、この圧力下での転移が一次転移であることを発見した。また、P$$_{C}$$及びT$$_{A}$$以下の非磁性秩序相で観測された(100)超格子反射が、P$$_{C}$$以上で低温下の絶縁体相で消失することを発見した。格子定数の変化や超格子ピークが消失する実験事実は、P$$_{C}$$以上で低温下の絶縁体相が(高圧下中性子回折実験で明らかにされた)反強磁性秩序相であることを考慮すると、よく説明されることがわかった。

論文

Inelastic neutron scattering study on low-energy excitations of the heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$

桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 正史*; 金子 耕士; 目時 直人; Raymond, S.*; M$'e$asson, 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：17.99(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$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

Field-induced antiferroquadrupolar order in the heavy fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$

金子 耕士; 目時 直人; 松田 達磨; 桑原 慶太郎*; 神木 正史*; 椎名 亮輔*; Mignot, J.-M.*; Gukasov, A.*; Bernhoeft, N.*

Physica B; Condensed Matter, 378-380, p.189 - 191, 2006/05

https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.01.349
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.64(Physics, Condensed Matter)

PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$は、$$T_{sc}$$=1.85,KのPr系初の重い電子系超伝導体である。基底状態が非磁性一重項であることに加え、$$H$$$$Vert$$[1,0,0]磁場下で誘起される反強磁性成分が、磁場誘起反強四極子秩序の実現として理解できることから、この系では四極子相互作用が支配的であると考えられている。[1,0,0]に加え、[1,1,0], [1,1,1]方向についても磁場誘起秩序相の存在が報告されている。今回、$$H$$$$Vert$$[1,1,0]磁場下での単結晶磁場中中性子回折実験を行い、磁場誘起秩序相について調べた結果、磁場の印加により、5T以上で$$q$$=(1,0,0)の反強磁性反射が出現することを見いだした。また反強磁性モーメントは磁場と並行に誘起されていることを明らかにした。この結果は磁気的な相互作用では説明することができず、反強四極子相互作用が支配的であること、さらにその秩序変数は$$O_{xy}$$が主であることを示している。これらの結果から、PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$において、$$O_{xy}$$型の反強四極子相互作用が主であることを明らかにした。

論文

Direct observation of quadrupolar excitons in the heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_12$$

桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 正史*; 金子 耕士; 目時 直人; Raymond, S.*; M$'e$asson, 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：96 パーセンタイル：92.15(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$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

Magnetic excitations in the heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$

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：11.66(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PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$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

Electrical and magnetic properties of a single crystal UCu$$_2$$Si$$_2$$

松田 達磨; 芳賀 芳範; 池田 修悟; Galatanu, A.; 山本 悦嗣; 宍戸 寛明*; 山田 美音子*; 山浦 淳一*; 辺土 正人*; 上床 美也*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 74(5), p.1552 - 1556, 2005/05

https://doi.org/10.1143/JPSJ.74.1552
 被引用回数：24 パーセンタイル：72.16(Physics, Multidisciplinary)

UCu$$_2$$Si$$_2$$は、強相関電子系における典型物質122化合物の1つである。われわれは、初めて純良単結晶育成に成功し、抵抗,磁化率,磁化,比熱測定を詳細に行った。その結果、極めて異方的な磁性を示し、さらにこれまで報告されてきた100Kにおける強磁性転移に隣接し、新たな反強磁性相とみられる相を発見した。これらの結果は、結晶の純良化によって初めて明らかになったことである。

論文

Magnetic excitations in heavy-fermion superconductor PrOs$$_{4}$$Sb$$_{12}$$

桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 政史*; 金子 耕士; 荒木 新吾; 目時 直人; 菅原 仁*; 青木 勇二*; 佐藤 英行*

Journal of the Physical Society of Japan, 73(6), p.1438 - 1441, 2004/06

https://doi.org/10.1143/JPSJ.73.1438
 被引用回数：64 パーセンタイル：87.39(Physics, Multidisciplinary)

初めてのPr系重い電子系超伝導体PrOs$$_{4}$$Sb$$_{12}$$について中性子非弾性散乱による研究を行った。単結晶試料について測定したところ、色々な散乱波数において約0.7meVの位置に第一励起を観察した。これは以前粉末試料を用いて行われた研究結果と矛盾しない。非弾性スペクトルの磁場依存性の測定からこの物質の結晶場準位が$$Gamma$$$$_{1}$$一重項基底状態,$$Gamma$$$$_{4}$$三重項第一励起状態を伴うことを明らかにした。第一励起ピークは、この物質における磁場誘起反強四極秩序ベクトルQ=(100)付近で準弾性散乱的になっており、重い電子状態を担う準粒子が第一励起を介して生じると考えられる。弾性散乱の結果から、この準粒子間の相互作用は四極子相互作用が本質的であることが以前のわれわれの研究から明らかになっている。超伝導状態における低エネルギー励起の減少は、この準粒子が重い電子系超伝導を担っている証拠と考えられ、軌道揺らぎによって媒介されている可能性を示唆している。

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