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論文

Slow electronic dynamics in the paramagnetic state of UTe$$_2$$

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 芳賀 芳範; 常盤 欣文; Opletal, P.; 藤林 裕己*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 91(2), p.023707_1 - 023707_5, 2022/02

ウラン系の強磁性超伝導体で議論されてきた、「強磁性ゆらぎによるスピン三重項超伝導対の形成」および「強磁性ゆらぎを介した磁場による対形成引力の制御」というコンセプトがUTe$$_2$$においても成り立つことを期待させる。しかしその一方、$$_2$$では静的な強磁性秩序は存在せず、低温の磁気状態がこれまでのウラン系強磁性超伝導体にどこまで近いのかという点については疑問を持たれていた。実際、最近の中性子散乱実験では、比較的高温側から反強磁性に近いq=0.57という波数を持った磁気ゆらぎの発達が示されている。本研究では$$^{125}$$Te-NMR実験により低温で非常に遅いゆっくりとした揺らぎが発達する様子を捉えることに成功した。このことはこの系の低温における強い相関の発達を示唆している。

論文

Observation of longitudinal magnetic fluctuations at a first-order ferromagnetic quantum phase transition in UGe$$_2$$

野間 雄一郎*; 小手川 恒*; 久保 徹郎*; 藤 秀樹*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*; 伊藤 公平*; 仲村 愛*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 90(7), p.073707_1 - 073707_5, 2021/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

Ferromagnetic fluctuation relevant to the pressure-induced superconductivity in UGe$$_2$$ is investigated by means of NMR spectroscopy. Longitudinal magnetic fluctuations were observed in the spin-echo decay rate near the ferromagnetic critical point where superconductivity takes place. This result strongly suggests that superconductivity in ferromagnets is universally mediated by anisotropic magnetic fluctuations.

論文

Single-crystal growth and magnetic phase diagram of the enantiopure crystal of NdPt$$_2$$B

佐藤 芳樹*; 本多 史憲*; Maurya, A.*; 清水 悠晴*; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; Li, D.*; 芳賀 芳範; 青木 大*

Physical Review Materials (Internet), 5(3), p.034411_1 - 034411_9, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Materials Science, Multidisciplinary)

Single-crystal growth and magnetic properties of NdPt$$_2$$B are reported on a enantiopure crystal. We observed multiple phase transitions at 9.5 and 11 K under zero magnetic field. Nontrivial magnetic phase diagram demonstrates the competitive interactions in this system.

論文

Core-level photoelectron spectroscopy study of UTe$$_{2}$$

藤森 伸一; 川崎 郁斗; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 青木 大*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(1), p.015002_1 - 015002_2, 2021/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:92.66(Physics, Multidisciplinary)

The valence state of $$mathrm{UTe}_2$$ was studied by core-level photoelectron spectroscopy. The main peak position of the $$mathrm{U}~4f$$ core-level spectrum of $$mathrm{UTe}_2$$ coincides with that of $$mathrm{UB}_2$$, which is anitinerant compound with a nearly $$5f^3$$ configuration. However, the main peak of $$mathrm{UTe}_2$$ is broader than that of$$mathrm{UB}_2$$, and satellite structures are observed in the higher binding energy side of the main peak, which are characteristics of mixed-valence uranium compounds. These results suggest that the $$mathrm{U}~5f$$ state in $$mathrm{UTe}_2$$ isin a mixed valence state with a dominant contribution from the itinerant$$5f^3$$ configuration.

論文

Multi-step magnetic transitions in EuNiIn$$_4$$

池田 修悟*; 金子 耕士; 田中 佑季*; 川崎 卓郎; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 望月 健生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(1), p.014707_1 - 014707_7, 2020/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

Magnetism in EuNiIn$$_4$$ has been studied by specific heat, magnetic susceptibility, magnetization, $$^{151}$$Eu M$"o$ssbauer spectroscopy, and neutron diffraction experiments. The specific heat shows two magnetic transitions at $$T_{rm N1}$$ and $$T_{rm N2}$$ at zero magnetic field. An antiferromagnetic ground state of EuNiIn$$_4$$ has a uniaxial magnetic anisotropy along the b-axis, revealed by the magnetic susceptibility and the M$"o$ssbauer spectroscopy. Single crystal neutron diffraction experiments clarify that this antiferromagnetic structure in the ground state is characterized by the commensurate propagation vector $$q$$ = (1/2, 1/2, 1/2) which reveals no distinct anomaly at $$T_{rm N2}$$. The magnetization curve along the b-axis at 2 K shows four successive magnetic field-induced transitions up to 50 kOe and, reaches 7 $${mu}_{rm B}$$/f.u. above 190 kOe, The magnetic phase diagram in EuNiIn$$_4$$ has unique characteristics with five magnetic states in low magnetic field.

論文

Electronic structure of UTe$$_2$$ studied by photoelectron spectroscopy

藤森 伸一; 川崎 郁斗; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 青木 大*

Journal of the Physical Society of Japan, 88(10), p.103701_1 - 103701_5, 2019/10

 被引用回数:10 パーセンタイル:80.36(Physics, Multidisciplinary)

The electronic structure of the unconventional superconductor $$mathrm{UTe_2}$$ was studied by resonant photoelectron spectroscopy (RPES) and angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) with soft X-ray synchrotron radiation. The partial $$mathrm{U}~5f$$ density of states of $$mathrm{UTe_2}$$ were imaged by the $$mathrm{U}~4d$$ - $$5f$$ RPES and it was found that the $$mathrm{U}~5f$$ state has an itinerant character, but there exists an incoherent peak due to the strong electron correlation effects. Furthermore, an anomalous admixture of the $$mathrm{U}~5f$$ states into the $$mathrm{Te}~5p$$ bands was observed at a higher binding energy, which cannot be explained by band structure calculations. On the other hand, the band structure of $$mathrm{UTe_2}$$ was obtained by ARPES and its overall band structure were mostly explained by band structure calculations. These results suggest that the $$mathrm{U}~5f$$ states of $$mathrm{UTe_2}$$ have itinerant but strongly-correlated nature with enhanced hybridization with the $$mathrm{Te}~5p$$ states.

論文

$$^{125}$$Te-NMR study on a single crystal of heavy fermion superconductor UTe$$_2$$

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; 仲嶺 元輝*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 88(7), p.073701_1 - 073701_4, 2019/07

 被引用回数:29 パーセンタイル:95.25(Physics, Multidisciplinary)

最近新たに発見された重い電子系超伝導体UTe$$_2$$$$^{125}$$Te-NMRによる研究について報告する。単結晶試料を用い$$^{125}$$Te-NMRのKnight shift $$K$$およびスピン-格子緩和率$$1/T_1$$の測定を行なった。その結果、20K以上の常磁性相において静的および動的帯磁率のどちらもが弱いIsing型の異方性を持つことを確認した。一方、20K以下の低温ではa軸方向に磁場をかけた場合にスピン-スピン緩和率$$1/T_2$$の強い発散が見られることがわかった。このことは低温でa軸方向に強い縦型のスピン揺らぎが発達していることを示唆している。

論文

Magnetic and electrical properties of the ternary compound U$$_2$$Ir$$_3$$Si$$_5$$ with one-dimensional uranium zigzag chains

Li, D. X.*; 本多 史憲*; 三宅 厚志*; 本間 佳哉*; 芳賀 芳範; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; Maurya, A.*; 佐藤 芳樹*; 徳永 将史*; et al.

Physical Review B, 99(5), p.054408_1 - 054408_9, 2019/02

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

Physical properties of the single-crystalline U$$_2$$Ir$$_3$$Si$$_5$$, a new ternary uranium compound with U$$_2$$Co$$_3$$Si$$_5$$-type orthorhombic structure, are investigated by means of magnetic susceptibility, specific heat and electrical resistivity. This compound undergoes an antiferromagnetic transition followed by a first-order phase transition at lower temperature. A possible mechanism of the first-order transition is the occurrence of a magnetic magnetic quadrupolar order, resulting from the quasi-one-dimensional uranium zigzag chain.

論文

Effects of magnetic field and pressure on the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$

竹内 徹也*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 伊覇 航*; 垣花 将司*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 本多 史憲*; 本間 佳哉*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(7), p.074709_1 - 074709_14, 2018/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:63.33(Physics, Multidisciplinary)

Effects of magnetic field and pressure on the Kondo-like behavior in the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$ were studied using single-crystalline samples. Anomalous features in EuPt$$_2$$Si$$_2$$ are due to valence fluctuation and/or valence change of the Eu ions at low temperatures.

論文

Easy-plane XY spin fluctuations in the cycloidal magnet UPtGe studied via field orientation-dependent $$^{195}$$Pt NMR

徳永 陽; 仲村 愛*; 青木 大*; 清水 悠晴*; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 酒井 宏典; 服部 泰佑; 神戸 振作

Physical Review B, 98(1), p.014425_1 - 014425_5, 2018/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.26(Materials Science, Multidisciplinary)

UPtGeはUCoGeおよびURhGeと類似の結晶構造を持ち、ウラン系では唯一、サイクロイド型の特異な磁気秩序を示す。さらに強磁場磁化過程において多段の磁化異常が存在することが最近報告されている。磁気転移温度は50Kで、秩序したウランの磁気モーメントの大きさも大きく、UCoGeやURhGeよりも、ウランの5f電子はより局在的な性質を持っていると考えられる。一方、超伝導は今のところ見つかっていない。本研究では、UPtGeの単結晶を用いて角度方向分解Pt-NMR実験を行った。その結果、この系の磁気ゆらぎが得意な容易面XY型の異方性を持つことが明らかになった。これは強磁性超伝導体UCoGeやURhGeのIsing型の磁気揺らぎと大きく異なっている。

論文

Anisotropic magnetic fluctuations in ferromagnetic superconductor UGe$$_2$$; $$^{73}$$Ge-NQR study at ambient pressure

野間 雄一郎*; 小手川 恒*; 久保 徹郎*; 藤 秀樹*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*; 伊藤 公平*; Haller, E. E.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(3), p.033704_1 - 033704_5, 2018/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:47.76(Physics, Multidisciplinary)

$$^{73}$$Ge nuclear quadrupole resonance study of ferromagnetic superconductor UGe$$_2$$ is reported. Detailed analyses successfully assigned crystallographic sites of Ge atoms. The measurement of the nuclear spin-lattice relaxation rate revealed highly anisotropic magnetic fluctuations.

論文

Effect of pressure on magnetism of UIrGe

Pospisil, J.; 郷地 順*; 芳賀 芳範; 本多 史憲*; 上床 美也*; 立岩 尚之; 神戸 振作; 長崎 尚子*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣

Journal of the Physical Society of Japan, 86(4), p.044709_1 - 044709_6, 2017/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:59.82(Physics, Multidisciplinary)

The effect of hydrostatic pressure on the electronic state of the antiferromagnet UIrGe is reported. A series of resistivity measurements up to 15 GPa demonstrated the Neel temperature decreases with increasing pressure and vanishes around 12 GPa. The transition from antiferromagnetic to paramagnetic phase appears to be of first order. A moderate increase in the effective mass was detected in the vicinity of the critical pressure.

論文

Switching of magnetic ground states across the UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge alloy system

Pospisil, J.; 芳賀 芳範; 神戸 振作; 徳永 陽; 立岩 尚之; 青木 大*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; et al.

Physical Review B, 95(15), p.155138_1 - 155138_15, 2017/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:60.64(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigated the evolution of magnetism in UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge system by systematic study on high-quality single crystals. We find a field-induced first order transition in the vicinity of the critical magnetic field along the $$b$$ axis in the entire UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge system, including the ferromagnetic region.

論文

Large reversible magnetocaloric effect in ferromagnetic semiconductor EuS

Li, D. X.*; 山村 朝雄*; 二森 茂樹*; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 芳賀 芳範; 青木 大*

Solid State Communications, 193, p.6 - 10, 2014/09

 被引用回数:14 パーセンタイル:57.54(Physics, Condensed Matter)

We present the large reversible magneto caloric effect of the ferromagnetic semiconductor EuS which shows a maximum magnetic entropy change of 37 J/K kg at 10.4 K, an adiabatic temperature change of 10.4 K and a relative cooling power of 782 J/kg at 18.5 K for a magnetic field change of 5 T. The present results indicate that EuS has excellent refrigeration performance at the temperatures near 20 K, and thus can be considered as the potential magnetic refrigerant material for liquefaction of hydrogen.

論文

Self-radiation effects and glassy nature of magnetic transition in AmO$$_2$$ revealed by $$^{17}$$O-NMR

徳永 陽; 西 剛史; 中田 正美; 伊藤 昭憲*; 酒井 宏典; 神戸 振作; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 青木 大*; Walstedt, R. E.*

Physical Review B, 89(21), p.214416_1 - 214416_8, 2014/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:36.72(Materials Science, Multidisciplinary)

AmO$$_2$$の低温の磁気相転移の起源を$$^{17}$$O NMR法により調べた。この相転移については帯磁率では8.5K付近で明確な異常が観測されるが、中性子やメスバウアー分光測定では磁気双極子の秩序は観測されていない。このためNpO$$_2$$と同じ高次多極子の秩序の可能性も指摘されていた。今回我々は新たに$$^{17}$$O核を置換したAmO$$_2$$試料を準備し、それをできる限り短時間でNMR実験サイトへと運び測定を行った。これにより自己照射効果がほぼ存在しない場合の電子状態を確認することができた。さらに同試料を極低温状態に一ヶ月保管することで、自己損傷効果が急激に進み、それによって短時間で試料内の電子状態に変化していく様子を観測することができた。さらにNMRスペクトルの温度依存性と核磁気緩和時間の測定から、AmO$$_2$$の磁気相転移がスピン-グラス的な特徴を持つことも明らかになった。

論文

Competition between magnetic ordering and random spin freezing in Dy$$_2$$PtS$$_3$$

Li, D.*; 山村 朝雄*; 本間 佳哉*; 湯葢 邦夫*; 四竈 樹男*; 青木 大*; 二森 茂樹*; 芳賀 芳範

Journal of the Korean Physical Society, 62(12), p.2233 - 2238, 2013/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:30.06(Physics, Multidisciplinary)

We report the results for ac and dc susceptibility, magnetization, magnetic relaxation, specific heat and electrical resistivity measurements on a well annealed ternary intermetallic compound Dy$$_2$$PtSi$$_3$$. An unusual magnetic phase transition with an apparent ferromagnetic nature was observed at $$T_{rm C}$$ = 5.6 K. The classification of Dy$$_2$$PtSi$$_3$$ as a large magnetic cluster (extended short-range ferromagnetic ordered) system with competition between magnetic ordering and random spin freezing seems appropriate.

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

Single crystal growth and magnetic anisotropy of hexagonal PuGa$$_{3}$$

芳賀 芳範; 本間 佳哉*; 青木 大*; 中島 邦久; 荒井 康夫; 松田 達磨; 池田 修悟*; 酒井 宏典; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB007_1 - SB007_4, 2012/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

We report recent progresses in single crystal preparation as well as physical properties of actinide intermetallic compounds. Flux techniques have successfully been applied for obtain- ing new compounds, including the heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ and related compounds. For plutonium compounds, where the radiation damage due to the $$alpha$$-decay of $$^{239}$$Pu is significant, a synthesis technique using the less-radioactive $$^{242}$$Pu isotope has been developed.

論文

Uniaxial-pressure control of magnetic phase transitions in a frustrated magnet CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (x =0, 0.018)

中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09

We have investigated effects of applied uniaxial pressure ($$p$$) on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (CFGO) with $$x$$ = 0.018. We have performed neutron diffraction, spherical neutron polarimetry, magnetic susceptibility and pyroelectric measurements under $$p$$ up to 100 MPa applied on the [1$$bar1$$0] surfaces of the single crystal samples.

論文

Uniaxial-pressure control of magnetic phase transitions in a frustrated magnet CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ ($$x$$ = 0, 0.018)

中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09

 被引用回数:12 パーセンタイル:62.78(Physics, Multidisciplinary)

We have investigated effects of applied uniaxial pressure ($$p$$) on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (CFGO) with $$x$$ = 0.018 by spherical neutron polarimetry. In both of CFO and CFGO ($$x$$ = 0.018), the application of $$p$$ significantly increases the transition temperature from the paramagnetic phase to a collinear incommensurate antiferromagnetic phase. This suggests that the application of $$p$$ breaks equilateral symmetry of the triangular lattice and partially relieves geometrical spin frustration, which generally suppresses long-range magnetic orderings. Thus we demonstrated that uniaxial pressure can be an effective tool to control magnetic phase transitions in frustrated magnets.

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