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論文

$$T$$ dependence of nuclear spin-echo decay at low temperatures in YbRh$$_2$$Si$$_2$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 服部 泰佑; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Physical Review B, 95(19), p.195121_1 - 195121_8, 2017/05

AA2017-0083.pdf:0.74MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:53.59(Materials Science, Multidisciplinary)

YbRh$$_2$$Si$$_2$$の単結晶について、$$^{29}$$Si核スピンエコー振動と減衰を測定した。これらの量は、300Kから20Kまで温度依存がないが、温度依存が20K以下であることを示している。これらの振動と減衰は、最近傍Si核間のRuderman-Kittelおよび擬似双極子相互作用によるものである。したがって、フェルミ準位近傍の電子状態は、20K以下で変化していることが結論できる。低温におけるフェルミ面の可能な改変について議論する。

論文

$$^{29}$$Si NMR spin-echo decay in YbRh$$_2$$Si$$_2$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 服部 泰佑; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Journal of Physics; Conference Series, 683(1), p.012006_1 - 012006_7, 2016/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:24.47

単結晶試料YbRh$$_2$$Si$$_2$$の核磁気共鳴(NMR)のスピン-格子緩和時間($$T_1$$)の測定によって、量子臨界相転移の近傍の磁気励起を調べ、量子臨界相転移の近くではフェルミと非フェルミ状態の共存状態であることを明らかにした。このようなまだらな電子状態の起源を議論する。

論文

Anisotropic magnetic fluctuations in YbRh$$_2$$Si$$_2$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Journal of Physics; Conference Series, 592(1), p.012085_1 - 012085_5, 2015/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:24.39

最近、強相関電子系金属システムにおけるT=0Kでの量子相転移(QCPT)に新たな興味がもたれている。初期の実験結果から近藤格子YbRh$$_2$$Si$$_2$$のQCPTは、Ce系での通常のスピン密度波(SDW)不安定とは異なる局所QCPTであると考えられている。本研究では、共存した静的なフェルミ液体(FL)および非フェルミ液体(NFL)状態がYbRh$$_2$$Si$$_2$$のQCPTの重要な特徴であることを明らかにした。そのような共存状態は、Ce系では短い時間スケールのため観測できなかったと考えられる。2相共存に関する新しいスケーリング則についても議論する。

論文

Degenerate Fermi and non-Fermi liquids near a quantum critical phase transition

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Nature Physics, 10(11), p.840 - 844, 2014/11

 被引用回数:14 パーセンタイル:23(Physics, Multidisciplinary)

共存した静的なフェルミ液体および非フェルミ液体状態がYbRh$$_{2}$$Si$$_{2}$$の中の量子相転移の重要な特徴であることを解明した。単結晶サンプルの核磁気共鳴(NMR)スピン格子緩和時間測定し、フェルミの液体および非フェルミ液体状態の共存比が磁場により変化することを突き止めた。またこの比がもつスケール則も見いだした。

論文

Fermi surface in the hidden-order state of URu$$_2$$Si$$_2$$ under intense pulsed magnetic fields up to 81T

Scheerer, G. W.*; Knafo, W.*; 青木 大*; Nardone, M.*; Zitouni, A.*; B$'e$ard, J.*; Billette, J.*; Barata, J.*; Jaudet, C.*; Suleiman, M.*; et al.

Physical Review B, 89(16), p.165107_1 - 165107_12, 2014/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:53.77(Materials Science, Multidisciplinary)

Fermi surface of URu$$_2$$Si$$_2$$ has been studied by measuring the quantum oscillation at low temperature and high magnetic field up to 81T. The data suggest interplay between Fermi surface, magnetic properties and the hidden order.

論文

Anisotropic energy scale for degenerate Fermi and non-Fermi liquids near a quantum critical phase transition in YbRh$$_2$$Si$$_2$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; Lapertot, G.*; 松田 達磨*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*; Walstedt, R. E.*

Physical Review B, 91(16), p.161110_1 - 161110_5, 2014/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:74.3(Materials Science, Multidisciplinary)

単結晶YbRh$$_2$$Si$$_2$$$$^{29}$$Si核スピン-格子緩和時間データに基づいて、量子臨界相転移周りのフェルミ液体と非フェルミ液体の共存状態は、印加磁場の方向に対して敏感であることが見出された。スケーリング解析により、異方的な特性温度と特性磁場は以前に得られた異方性相図と一致してH//a軸方向よりH//c軸方向が10倍大きいことがわかった。

論文

Magnetic polarization and Fermi surface instability; Case of YbRh$$_2$$Si$$_2$$

Pourret, A.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; Lapertot, G.*; Flouquet, J.*

Journal of the Physical Society of Japan, 82(5), p.053704_1 - 053704_5, 2013/05

 被引用回数:26 パーセンタイル:14.97(Physics, Multidisciplinary)

Thermoelectric and resistivity measurements in the antiferromagnetic heavy fermion compound YbRh$$_2$$Si$$_2$$ under high magnetic field are reported. At low temperature, the thermoelectric power and resistivity present distinct anomalies as a function of magnetic field. They are resulting from a Lifshitz-type topological transition of the Fermi surface.

論文

Observation of bulk band dispersions of YbRh$$_2$$Si$$_2$$ using soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy

保井 晃*; 斎藤 祐児; 藤森 伸一; 川崎 郁斗*; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; et al.

Physical Review B, 87(7), p.075131_1 - 075131_6, 2013/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:71(Materials Science, Multidisciplinary)

YbRh$$_2$$Si$$_2$$に対して軟X線角度分解光電子分光(ARPES)測定を行い、その3次元バルク価電子帯構造を明らかにした。15 Kで測定したARPESスペクトルには、Yb$$ ^{3+}$$マルチプレットピークだけではなく、有限のYb$$ ^{2+}$$ピークを持っており、この化合物が価数揺動状態にあることに対応している。これは、$$T_{rm K}$$において、この化合物中のYbの4f電子が遍歴的な性質を持っていることを意味している。分散のないYb 4fバンド以外のバンド構造は、YbRh$$_2$$Si$$_2$$よりもむしろLuRh$$_2$$Si$$_2$$と一致していることが明らかとなった。さらに、Yb 3d-4f共鳴光電子分光スペクトルはYb 5d電子状態が価電子に存在していることを示唆している。これらの結果から、Yb 4fからYb 5d電子状態への電荷移動が重要であることが示唆される。

論文

Field-induced phenomena in ferromagnetic superconductors UCoGe and URhGe

青木 大*; Taupin, M.*; Paulsen, C.*; Hardy, F.*; Taufour, V.*; 小手川 恒*; Hassinger, E.*; Malone, L.*; 松田 達磨; 三宅 厚志*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB002_1 - SB002_6, 2012/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:66.83(Physics, Multidisciplinary)

We review our recent studies on ferromagnetic superconductors, UGe2, URhGe, and UCoGe. We focus on experimental results of URhGe and UCoGe in which the superconductivity occurs already at ambient pressure. The huge upper critical field $$H$$$$_{c2}$$ on UCoGe for the field along the hard magnetization axis ($$b$$-axis) is confirmed by the AC susceptibility measurements by the fine tuning of field angle. Contrary to the huge $$H$$$$_{c2}$$ along the hard-magnetization axis, $$H$$$$_{c2}$$ along the easy-magnetization axis ($$c$$-axis) is relatively small in value. However, the initial slope of $$H$$$$_{c2}$$, namely $$d$$$$H$$$$_{c2}$$/$$dT$$ ($$H$$$$rightarrow$$0) both in UCoGe and in URhGe indicates the large value, which can be explained by the magnetic domain effect detected in the magnetization measurements. The specific heat measurements using a high quality single crystal of UCoGe demonstrate the bulk superconductivity, which is extended under magnetic field for the field along $$c$$-axis.

論文

High-field Fermi surface properties in the low-carrier heavy-fermion compound URu$$_2$$Si$$_2$$

青木 大*; Knebel, G.*; Sheikin, I.*; Hassinger, E.*; Malone, L.*; 松田 達磨; Flouquet, J.*

Journal of the Physical Society of Japan, 81(7), p.074715_1 - 074715_6, 2012/07

 被引用回数:17 パーセンタイル:26.47(Physics, Multidisciplinary)

We performed the Shubnikov-de Haas (SdH) experiments of the low-carrier heavy-fermion compound URu$$_2$$Si$$_2$$ at high fields up to 34T and at low temperatures down to 30 mK. All main SdH branches named $$alpha, beta$$ and $$gamma$$ and were observed for all the measured field-directions, indicating that they are attributed to the closed Fermi surfaces with nearly spherical shapes. An anomalous split of branch $$alpha$$ was detected for the field along the basal plane; the split immediately disappeared by tilting the field to [001] direction, implying a fingerprint of the hidden order state. High-field experiments reveal the complicated field-dependence of the SdH frequencies and the cyclotron masses due to the Zeeman spin-splitting associated with the Fermi surface reconstruction in the hidden order state with small carrier numbers. A new SdH branch named $$omega$$ with a large cyclotron mass of 25 $$m_0$$ was detected at high fields above 23T close to hidden order instabilities.

論文

Reply to "Comment on 'Details of sample dependence and transport properties of URu$$_2$$Si$$_2$$'"

松田 達磨; 青木 大*; Knebel, G.*; 芳賀 芳範; Flouquet, J.*

Journal of the Physical Society of Japan, 81(5), p.056002_1 - 056002_2, 2012/05

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

2011年11月にJournal of the Physical Society of Japanに掲載された論文"Details of sample dependence and transport properties of URu$$_2$$Si$$_2$$"に関して寄せられたコメント論文に対する回答である。コメント論文によって指摘された参照データの間違いを一部修正した。またコメント論文の著者らによって行われた加圧実験の条件に関する議論に対し、本論文におけるわれわれの主張点とは論点が異なることを述べたうえで、それらの実験に関する問題点について議論を行った。

論文

Details of sample dependence and transport properties of URu$$_2$$Si$$_2$$

松田 達磨; Hassinger, E.*; 青木 大*; Taufour, V.*; Knebel, G.*; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦; Fisk, Z.; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(11), p.114710_1 - 114710_10, 2011/11

 被引用回数:37 パーセンタイル:12.88(Physics, Multidisciplinary)

Resistivity and specific heat measurements were performed in the low carrier unconventional superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ on various samples with very different qualities. The superconducting transition temperature ($$T_{rm SC}$$) and the hidden order transition temperature of these crystals were evaluated as a function of the residual resistivity ratio. We discuss a possible scenario concerning the distribution of $$T_{rm SC}$$ related with the fact that the hidden order phase is very sensitive to the pressure inhomogeneity.

論文

Ferromagnetic quantum critical endpoint in UCoAl

青木 大*; Combier, T.*; Taufour, V.*; 松田 達磨; Knebel, G.*; 小手川 恒*; Flouquet, J.*

Journal of the Physical Society of Japan, 80(9), p.094711_1 - 094711_10, 2011/09

 被引用回数:56 パーセンタイル:7.99(Physics, Multidisciplinary)

Resistivity and magnetostriction measurements were performed at high magnetic fields and under pressure on UCoAl. At ambient pressure, the 1st order metamagnetic transition at $$H$$$$rm_m$$ $$sim$$ 0.7T from the paramagnetic ground state to the field-induced ferromagnetic state changes to a crossover at finite temperature $$T$$$$rm_0$$ $$sim$$ 11K. With increasing pressure, $$H$$$$rm_m$$ linearly increases, while $$T$$$$rm_0$$ decreases and is suppressed at the quantum critical endpoint (QCEP). We compare our results on UCoAl with those of UGe$$_2$$ and Sr$$_3$$Ru$$_2$$O$$_7$$.

論文

Thermoelectric evidence for high-field anomalies in the hidden order phase of URu$$_2$$Si$$_2$$

Malone, L.*; 松田 達磨; Antunes, A.*; Knebel, G.*; Taufour, V.*; 青木 大*; Behnia, K.*; Proust, C.*; Flouquet, J.*

Physical Review B, 83(24), p.245117_1 - 245117_5, 2011/06

 被引用回数:16 パーセンタイル:35.96(Materials Science, Multidisciplinary)

Measurements of the thermoelectric coefficients of URu$$_2$$Si$$_2$$ in a high magnetic field could imply topological Fermi surface changes even deep inside the hidden order state. A change is observed in the thermopower as a function of the field applied parallel to the easy axis of magnetization, which could signify a change in the Fermi surface characteristics. The maximum of the thermopower coincides with previously measured anomalies in resistivity at $$H^*$$ = 23T. We analyze our results in terms of a Lifshitz transition in URu$$_2$$Si$$_2$$ originating from the hidden order Pauli depairing on a given subband.

論文

Pressure evolution of the magnetic field induced ferromagnetic fluctuation through the pseudo-metamagnetism of CeRu$$_2$$Si$$_2$$

青木 大*; Paulsen, C.*; 松田 達磨; Malone, L.*; Knebel, G.*; Haen, P.*; Lejay, P.*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦; Flouquet, J.*

Journal of the Physical Society of Japan, 80(5), p.053702_1 - 053702_4, 2011/05

 被引用回数:15 パーセンタイル:28.21(Physics, Multidisciplinary)

Resistivity measurements performed under pressure in the paramagnetic ground state of CeRu$$_2$$Si$$_2$$ are reported. They demonstrate that the relative change of effective mass through the pseudo metamagnetic transition is invariant under pressure. The results are compared with the first order metamagnetic transition due to the antiferromagnetism of Ce$$_{0.9}$$La$$_{0.1}$$Ru$$_2$$Si$$_2$$ which corresponds to the "negative" pressure of CeRu$$_2$$Si$$_2$$ by volume expansion. Finally, we describe the link between the spin-depairing of quasiparticles on CeRu$$_2$$Si$$_2$$ and that of Cooper pairs on the unconventional heavy fermion superconductor CeCoIn$$_5$$.

論文

Trends in heavy fermion matter

Flouquet, J.*; 青木 大*; Bourdarot, F.*; Hardy, F.*; Hassinger, E.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; Maingast, C.*; Paulsen, C.*; Taufour, V.*

Journal of Physics; Conference Series, 273, p.012001_1 - 012001_25, 2011/02

 被引用回数:10 パーセンタイル:5.21

A brief review on major advances in heavy fermion physics is presented including the Ce metal phase diagram, the huge effective mass detected in CeAl$$_3$$, and the successive discoveries of unconventional superconductivity in CeCu$$_2$$Si$$_2$$ and three U based compounds, UBe$$_{13}$$, UPt$$_3$$ and URu$$_2$$Si$$_2$$. In order to track the origin of the huge effective mass, the case of intermediate valence compounds is discussed with emphasis on the differences between Yb and Ce materials. Pressure and magnetic-field studies on the ferromagnetic superconductor URhGe illustrate the role of the singular effective mass enhancement on the superconducting pairing.

論文

Inelastic contribution of the resistivity in the hidden order in URu$$_2$$Si$$_2$$

Hassinger, E.*; 松田 達磨; Knebel, G.*; Taufour, V.*; 青木 大*; Flouquet, J.*

Journal of Physics; Conference Series, 273, p.012031_1 - 012031_5, 2011/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:38.07

In the hidden order of URu$$_2$$Si$$_2$$ the resistivity at very low temperature shows no $$T^2$$ behavior above the transition to superconductivity. However, when entering the antiferromagnetic phase, the Fermi liquid behavior is recovered. We discuss the change of the inelastic term when entering the AF phase with pressure considering the temperature dependence of the Gruneisen parameter at ambient pressure and the influence of superconductivity by an extrapolation of high field data.

論文

First observation of quantum oscillations in the ferromagnetic superconductor UCoGe

青木 大*; Sheikin, I.*; 松田 達磨; Taufour, V.*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*

Journal of the Physical Society of Japan, 80(1), p.013705_1 - 013705_4, 2011/01

 被引用回数:30 パーセンタイル:15.77(Physics, Multidisciplinary)

強磁性超伝導体UCoGeの高純度単結晶育成に成功し、磁場34Tまでの磁気抵抗測定を行った。シュブニコフ-ドハース信号をウランの1-1-1化合物としては初めて観測した。大きなサイクロトロン有効質量25$$m_0$$の小さなポケットフェルミ面に対応するシグナルを磁場22T以上において観測した。これはUCoGeが重い準粒子を伴う少数キャリアー系であることを示唆している。観測されたシグナルの振動数は、磁場の増加とともに減少する。このことは、フェルミ面の体積が非線形に変化していることを意味している。サイクロトロン有効質量も減少しており、これは電気抵抗の温度依存性における$$A$$係数の減少と一致する振る舞いである。

論文

Huge upper critical field in the superconductor with non-centrosymmetric crystal structure CeCoGe$$_3$$

M$'e$asson, M.-A.*; 村中 大志*; 松田 達磨; 河井 友也*; 芳賀 芳範; Knebel, G.*; 青木 大*; Lapertot, G.*; 本多 史憲*; 摂待 力生*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S536 - S538, 2010/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:84.88(Physics, Applied)

We report the upper critical field, $$H_{c2}$$, of the non-centrosymmetric compound CeCoGe$$_3$$ by resistivity measurements under high pressure of 7.1 GPa, for $$H$$ along $$c$$ and $$a$$ axis, and for a magnetic field up to 17T. $$H_{c2}$$ is very anisotropic, saturating at low temperature for $$H$$ along the $$a$$ axis and linear for $$H$$ along the $$c$$ axis. Very high $$H_{c2}$$($$T$$) is observed for $$H$$ along the $$c$$ axis, with a huge value of the slope d$$H$$$$_{c2}$$/d$$T$$ =-47 $$pm$$ 1.3 T/K, the highest ever reported if normalized to the superconducting temperature of 0.65 K. This is most probably related to a conjunction of a heavy fermionic state and the absence of the Pauli limitation. A fit of $$H_{c2}$$($$T$$) shows that the curves for a and $$c$$ axis can be reproduced with a moderate coupling Eliashberg theory.

論文

Similarity of the Fermi surface in the hidden order state and in the antiferromagnetic state of URu$$_2$$Si$$_2$$

Hassinger, E.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; 青木 大*; Taufour, V.*; Flouquet, J.*

Physical Review Letters, 105(21), p.216409_1 - 216409_4, 2010/11

 被引用回数:100 パーセンタイル:4.22(Physics, Multidisciplinary)

高純度URu$$_2$$Si$$_2$$の単結晶によるShubnikov-de Haas実験により、いわゆる隠れた秩序状態において、これまで観測されていなかった新たな2つのフェルミ面のブランチを観測した。これは、全体の有効質量の増強に対して約55%まで観測したことに対応する。加圧下反強磁性における、磁場c軸方向のShubnikov-de Haas振動数は、常圧に比べてわずかな変化である。この隠れた秩序状態と反強磁性状態のフェルミ面の類似性は、$$Q$$$$_{rm AF}$$=(001)と同じ周期性が隠れた秩序状態において既にあることを意味している。またこの結果は、この隠れた秩序状態の理論的アプローチに対して重要な情報をもたらす。

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