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論文

Electronic structure of trivalent compound EuPd$$_3$$ studied by soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy

川崎 郁斗; 小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 89(4), p.044704_1 - 044704_6, 2020/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:32.18(Physics, Multidisciplinary)

EuPd$$_3$$ is a rare Eu-based compound, whose Eu ions are in a trivalent state. The electronic structure of EuPd$$_3$$ was investigated by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) using soft X rays. Eu$$^{3+}$$ components arising from the 4f$$^5$$ final state multiplet were clearly observed in the valence spectra, and no Eu$$^{2+}$$ components were observed within an experimental accuracy, confirming a robust Eu$$^{3+}$$ state. The band structure and Fermi surfaces revealed by ARPES measurements were compared to the band structure calculations based on the density-functional theory for LaPd$$_3$$ andYPd$$_3$$. We found that the calculation for LaPd$$_3$$ provides a better description for our ARPES results. The effective electron masses estimated from the ARPES spectra near the Fermi level are in good agreement with the corresponding cyclotron effective masses in previous de Haas-van Alphen experiments.

論文

Quasi-one-dimensional magnetic interactions and conduction electrons in EuCu$$_5$$ and EuAu$$_5$$ with the characteristic hexagonal structure

松田 進弥*; 太田 譲二*; 仲井間 憲李*; 伊覇 航*; 郷地 順*; 上床 美也*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 本多 史憲*; 青木 大*; et al.

Philosophical Magazine, 100(10), p.1244 - 1257, 2020/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:45.37(Materials Science, Multidisciplinary)

Single crystal samples of EuCu$$_5$$ and EuAu$$_5$$ have been successfully prepared. Using those samples, magnetic and electronic anisotropy has been clarified. Magnetic moment in the ferromagnetic state points to the hexagonal $$c$$-axis for both compounds. Electronic anisotropy was found in both electrical resistivity and Fermi surface topology. These anisotropic characteristics are accounted for by the unique hexagonal structure.

論文

Spin glass behavior in EuCu$$_2$$Si$$_2$$ single crystal grown by the flux method

竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 谷口 年史*; 伊覇 航*; 安次富 洋介*; 屋良 朝之*; 木田 孝則*; 田原 大夢*; 萩原 政幸*; 中島 美帆*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(3), p.034705_1 - 034705_15, 2020/03

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

Single crystals of EuCu$$_2$$Si$$_2$$ have been grown by the flux method and Bridgman method. The Eu ions of the Bridgman-grown crystal are nearly trivalent and fluctuate depending on the temperature. On the other hand, the Eu ions of flux-grown sample are divalent and thermally stable and show spin-glass behavior at low temperatures. Crystallographic analyses identified random replacement of Cu sites by Si only for the flux-grown samples. Such structural randomness leads to spin-glass features.

論文

Single crystal growth and unique electronic states of cubic chiral EuPtSi and related compounds

大貫 惇睦*; 垣花 将司*; 伊覇 航*; 仲井間 憲李*; 青木 大*; 仲村 愛*; 本多 史憲*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 郷地 順*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 29, p.012001_1 - 012001_9, 2020/02

EuPtSi with the cubic chiral structure exhibits a skyrmion phase under magnetic field. We succeeded in growing high-quality single crystals by the Bridgman method. Fermi surface splitting reflecting the noncentrosymmetric structure was successfully observed experimentally.

論文

Electronic states of EuCu$$_2$$Ge$$_2$$ and EuCu$$_2$$Si$$_2$$ studied by soft X-ray photoemission spectroscopy

川崎 郁斗; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

Physical Review B, 100(3), p.035111_1 - 035111_8, 2019/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:51.19(Materials Science, Multidisciplinary)

We have carried out angle-integrated photoemission spectroscopy (AIPES) and angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) experiments using soft X-rays on single crystals of EuCu$$_2$$Ge$$_2$$ and EuCu$$_2$$Si$$_2$$ grown by the Bridgman method to investigate their electronic structures. The AIPES results showed that the Eu ions in EuCu$$_2$$Ge$$_2$$ and EuCu$$_2$$Si$$_2$$ are in a divalent state and a nearly trivalent state, respectively, in accord with the previously reported magnetic properties. The three-dimensional band structures and shapes of the Fermi surfaces of EuCu$$_2$$Ge$$_2$$ and EuCu$$_2$$Si$$_2$$ were studied by ARPES measurements. We found that the band structures near the Fermi level and Fermi surfaces of EuCu$$_2$$Ge$$_2$$ and EuCu$$_2$$Si$$_2$$ are very different from each other and are well reproduced by the band structure calculations based on density-functional theory for SrCu$$_2$$Ge$$_2$$ and YCu$$_2$$Si$$_2$$. This suggests that a charge transfer from the localized 4$$f$$ states into the valence bands is responsible for the difference in the electronic states between EuCu$$_2$$Ge$$_2$$ and EuCu$$_2$$Si$$_2$$.

論文

Anomalous ferromagnetic ordering in EuCuP

伊覇 航*; 垣花 将司*; 松田 進弥*; 本多 史憲*; 芳賀 芳範; 竹内 徹也*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 郷地 順*; 上床 美也*; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 788, p.361 - 366, 2019/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.87(Chemistry, Physical)

Ferromagnetic ordering of EuCuP is investigated on a single crystal sample grown from tin flux. Application of hydrostatic pressure up to 8 GPa stabilizes ferromagnetic ordering, suggesting divalent Eu is stable. The Hall effect and resistivity measurements show that EuCuP is a low-carrier ferromagnetic metal with a characteristic resistivity cusp appearing at the ferromagnetic transition temperature.

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

Electronic states in EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ based on the doniach phase diagram

伊覇 航*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 青木 大*; 郷地 順*; 上床 美也*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(6), p.064706_1 - 064706_14, 2018/06

 被引用回数:15 パーセンタイル:78.13(Physics, Multidisciplinary)

We succeeded in growing single crystals of the series of EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ compounds.Physical property measurements demonstrate a maximum of the antiferromagnetic transition temperature appears at $$x = 0.5$$. Antiferromagnetism then disappears around $$x = 0.7$$ followed by a heavy-fermion formation at higher concentrations. These observations follow the Doniach phase diagram as a function of $$x$$.

口頭

軟X線角度分解光電子分光法によるEuCu$$_2$$Ge$$_2$$とEuCu$$_2$$Si$$_2$$の電子状態の研究

川崎 郁斗; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志*; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

no journal, , 

EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$はSi濃度を変化させることでEuの価数が変化し、磁気的な基底状態をもつEu$$^{2+}$$(x=0)の状態から非磁性のEu$$^{3+}$$(x=1)の状態に移り変わる。また、磁気秩序が消失するx=0.65近傍では重い電子状態が発現することが知られている。本講演では両端のEuCu$$_2$$Ge$$_2$$とEuCu$$_2$$Si$$_2$$に対して実施した角度分解光電子分光測定の結果について紹介し、Siドープによって引き起こされる電子状態の変化について議論する。

口頭

UCu$$_{2}$$Si$$_{2}$$およびUCu$$_{2}$$Ge$$_{2}$$の軟X線磁気円二色性による研究

竹田 幸治; 山上 浩志; 本間 佳哉*; 青木 大*; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*

no journal, , 

UCu$$_{2}$$Si$$_{2}$$とUCu$$_{2}$$Ge$$_{2}$$は、それぞれキュリー温度(T$$_{C}$$)100Kと109Kで強磁性を示し、その磁気モーメントはいずれも1.75$$mu_{B}$$/Uである。そして興味深いことに、UCu$$_{2}$$Si$$_{2}$$はT$$_C$$直上にネール温度(T$$_N$$)106Kがあり100-106Kの間では反強磁性を示す。さらにその反強磁性状態において磁場(H)を印可すると、H=0.1T付近でメタ磁性転移を示す。これら物質が示す磁性の相違点をミクロスコピックな観点から明らかにするために、元素選択的な磁気プローブである軟X線磁気円二色性(XMCD)を用いて調べた。実験はSPring-8原子力機構専用ビームラインBL23SUに設置されているXMCD実験装置にて行った。実験はU N$$_{4,5}$$, Cu L$$_{2,3}$$, Si K, Ge L$$_{2,3}$$吸収端に対して行うことで、すべての構成元素における磁気情報を分離観測した。その結果、強磁性状態でいずれの吸収端においても明瞭なXMCDシグナルを観測し、これはすべての構成元素で磁気分極が存在することを示している。そして、UCu$$_{2}$$Ge$$_{2}$$とUCu$$_{2}$$Si$$_{2}$$のいずれにおいてもCu L$$_2$$、L$$_3$$吸収端ともに同符号のXMCDシグナルを観測した。これはCu 3d電子が非常に大きな軌道磁気モーメント(M$$_L$$)を有していることを示しており、かつ、UCu$$_{2}$$Ge$$_{2}$$とUCu$$_{2}$$Si$$_{2}$$のCu 3dのM$$_L$$は反平行であることが分かった。今回は特にCu L$$_{2,3}$$吸収端での結果に注目し、Uを含まないYCu$$_{2}$$Si$$_{2}$$やEuCu$$_{2}$$Si$$_{2}$$におけるCu L$$_{2,3}$$吸収端での結果との比較検討を行う予定である。

口頭

軟X線角度分解光電子分光法によるEuPd$$_3$$の電子状態の研究

藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 川崎 郁斗

no journal, , 

ほとんどのEu化合物は磁気的なEu$$^{2+}$$の電子状態を示し、非磁性のEu$$^{3+}$$状態を取るものは稀である。本講演では3価の電子状態を取ると報告されているEuPd$$_3$$に対して実施した角度分解光電子分光測定の結果について紹介する。バンド計算との比較を行い、この系の電子状態について議論する。

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