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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

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.085106
 被引用回数：4 パーセンタイル：29.17(Materials Science, Multidisciplinary)

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

Orbitally defined field-induced electronic state in a Kondo lattice

Lessux, G. G.*; 酒井 宏典; 服部 泰佑*; 徳永 陽; 神戸 振作; Kuhns, P. L.*; Reyes, A. P.*; Thompson, J. D.*; Pagliuso, P. G.*; Urbano, R. R.*

Physical Review B, 101(16), p.165111_1 - 165111_6, 2020/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.165111
 被引用回数：8 パーセンタイル：43.51(Materials Science, Multidisciplinary)

近藤格子典型物質であるCeRhIn$$_5$$は、$$B^{ast}$$=31Tの外部磁場によってフェルミ面再構成を起こし、反強磁性相内において電気伝導性が顕著な面内異方性を示すことが知られている。ゼロ磁場の反強磁性秩序状態はよく理解されているが、$$B^{ast}$$の強磁場によって、どのような電子状態が微視的に現れるのかは不明のままであった。$$B^{ast}$$=31Tの強磁場下において、核磁気共鳴(NMR)法によって、$$^{115}$$Inサイトのナイトシフトが変化することを見出した。また、結晶電場の磁場依存性について計算を行い、$$B^{ast}$$が、4f電子軌道が交差する特徴的な磁場であることを示した。

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

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011169

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

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

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.236401
 被引用回数：7 パーセンタイル：48.05(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

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

https://doi.org/10.1073/pnas.1103965108
 被引用回数：37 パーセンタイル：81.75(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

Charge-induced vortex lattice instability

Mounce, A. M.*; Oh, S.*; Mukhopadhyay, S.*; Halperin, W. P.*; Reyes, A. P.*; Kuhns, P. L.*; 藤田 和博*; 石角 元志; 内田 慎一*

Nature Physics, 7(2), p.125 - 128, 2011/02

https://doi.org/10.1038/nphys1835
 被引用回数：7 パーセンタイル：46.65

超伝導磁束が電気的に帯電され特に高温超伝導体で増大されることが予言されている。ホール効果と核磁気共鳴(NMR)の実験は渦核での電荷の蓄積の存在を示唆するがその効果は小さくて解釈は論争の的となっている。ここでわれわれは、もしボルテックスコアに電荷が補足されるならアブリコソフ磁束格子(超伝導体の混合状態の特徴である)は十分に高い磁場で不安定になることを示す。Bi2212単結晶のボルテックスによって生成された磁場のNMR測定はそれぞれ2$$times$$10$$^{-3}$$$$e$$程度のパンケーキ磁束を伴う、静電的に駆動された磁束格子の再構成の証拠を提供する。また、それはドーピングにより理論的な見積もりと一致する。

論文

Spin-density wave near the vortex cores in the high-temperature superconductor Bi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+y}$$

Mounce, A. M.*; Oh, S.*; Mukhopadhyay, S.*; Halperin, W. P.*; Reyes, A. P.*; Kuhns, P. L.*; 藤田 和博*; 石角 元志; 内田 慎一*

Physical Review Letters, 106(5), p.057003_1 - 057003_4, 2011/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.057003
 被引用回数：8 パーセンタイル：50.10(Physics, Multidisciplinary)

磁性と超伝導の競合は高温超伝導メカニズムの核心であり、それは磁束コア付近で最も顕著に見られる。渦の磁性を調べるためにわれわれはNMR(核磁気共鳴)スピン格子緩和分光法に基づいた空間分解プローブを開発した。この装置を用いたアプローチによってわれわれはBi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+y}$$の磁束コアに伴うスピン密度波を発見した。それは走査型トンネル顕微鏡実験で報告された局所状態密度におけるチェッカーボードパターンと類似している。われわれはスピン変調振幅と磁束コアからの減衰長を$$H$$=30Tまで決定した。

口頭

重い電子系超伝導体CeCoIn$$_5$$におけるZn置換による不均一電子状態

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

no journal, , 

重い電子系超伝導体CeCoIn$$_5$$のInサイトをZnで置換すると反強磁性秩序が茨城大の横山らによって報告された。反強磁性相が消失する組成や磁場近傍において、磁化や比熱の非フェルミ液体的振る舞いが観測されている。これら置換効果を微視的に調べるため、NMRを行なった。当日は、NMR緩和率測定にもとづいて、各相の消失する組成や磁場近傍におけるスピン揺らぎについて議論したい。

口頭

$$^{33}$$S-NMR study in $$beta$$-US$$_2$$

酒井 宏典; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; 徳永 陽; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 神戸 振作; Reyes, A. P.*; Bauer, E. D.*; et al.

no journal, , 

$$beta$$-US$$_2$$は常磁性のナローギャップ半導体である。本化合物の特徴は、外部磁場に強く反応する電気抵抗率である。他方、1GPa程度の圧力で強磁性が誘起されるため、強磁性不安定性をもつと考えられる。微視的に電子状態を調べるため、$$^{33}$$S核NMRを行った。講演では、最近の実験結果を示して、本系の電子状態について議論したい。

口頭

ナローギャップ半導体$$beta$$-US$$_2$$の$$^{33}$$S-NMR

酒井 宏典; 比嘉 野乃花; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; 立岩 尚之; 芳賀 芳範; Rossa, P. F. S.*; Thompson, J. D.*; Ronning, F.*; et al.

no journal, , 

$$beta$$-US$$_2$$はナローギャップ半導体として知られており、異方的な巨大磁気抵抗を示す。本系の微視的な磁気情報を得るため、$$^{33}$$S核NMRを行った。当日は、最近得られてきた実験結果について示して、本系の磁気特性等について議論したい。

口頭

$$beta$$-US$$_2$$における$$^{33}$$S核NMR

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Ramakrishna, S. K.*; Reyes, A. P.*; Rosa, P. F. S.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*; Bauer, E. D.*

no journal, , 

ウランカルコゲナイド$$beta$$-US$$_2$$は常磁性体で、室温付近では半金属的伝導を示し、低温では90K程度の狭いバンドギャップをもつ半導体的伝導へクロスオーバーを示すことが知られ、低温において大きな磁気抵抗効果を示す。本系における微視的磁性を明らかにするために$$^{33}$$S同位体濃縮を行い、核磁気共鳴(NMR)実験を行なった。当日は、強磁場NMR実験結果も示して、本系の微視的な磁気特性について議論したい。

口頭

High magnetic field NMR study of URu$$_2$$Si$$_2$$

酒井 宏典; Urbano, R. R.*; 徳永 陽; 神戸 振作; Kuhns, P. L.*; Reyes, A. P.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

no journal, , 

URu$$_2$$Si$$_2$$において、最低温の$$sim$$22Tと$$sim$$36T以上の外部磁場下で何が起こっているかを微視的に調べるために、$$^{29}$$Si核を濃縮した単結晶試料を用いて、NMR実験を行った。その結果、$$sim$$22Tにナイトシフトの異常と$$sim$$36Tに向けて、臨界的に上昇していく様子を捉えた。$$sim$$22Tでの全状態密度が少し変化し、$$sim$$36Tで上昇してゆくことを意味している。最低温0.4K、$$sim$$36T以上の外部磁場をかけ、$$^{29}$$Si核NMR信号は消失したものの、$$sim$$36T以上の一定磁場下4.2Kにおける磁気相において$$^{29}$$Si核NMRスペクトル取得に成功した。このスペクトル形状から、可能な磁気構造について議論する。

口頭

重い電子系超伝導体CeCoIn$$_5$$におけるZnおよびNi置換効果のNMR

酒井 宏典; 徳永 陽; 芳賀 芳範; 神戸 振作; Zhu, J.-X.*; Ronning, F.*; Ramakrishna, S. K.*; Reyes, A. P.*; 小手川 恒*; 藤 秀樹*; et al.

no journal, , 

重い電子系超伝導体CeCoIn$$_5$$のInサイトをZnで置換すると反強磁性秩序が、CoサイトをNi置換すると超伝導が抑制されることが茨城大の横山らによって報告された。いずれの系も超伝導相や反強磁性相が消失する組成や磁場近傍において、磁化や比熱の非フェルミ液体的振る舞いが観測されている。これら置換効果を微視的に調べるため、NMRを行なっている。当日は、NMR緩和率測定にもとづいて、各相の消失する組成や磁場近傍におけるスピン揺らぎについて議論したい。

口頭

ウラン二硫化物$$beta$$-US$$_2$$における磁性と電気伝導性

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

no journal, , 

$$beta$$-US$$_2$$における微視的磁性を明らかにするために$$^{33}$$S同位体濃縮を行い、核磁気共鳴(NMR)実験を強磁場下において行なった。当日は、強磁場NMR実験結果を示して、本系の微視的な磁気特性と電気伝導性の関連について議論したい。

口頭

URu$$_2$$Si$$_2$$における強磁場$$^{29}$$Si-NMR測定

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Urbano, R. R.*; Kuhns, P. L.*; Reyes, A. P.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

no journal, , 

重い電子系化合物URu$$_2$$Si$$_2$$は常圧において、$$T_{rm O}=17.5$$Kで「隠れた秩序」転移を示す系で あり、超伝導転移を$$T_{rm c}=1.7$$Kを示す。また、1K以下の極低温下・臨界磁場$$H_{rm c}sim 35$$T付近で一次転移的に$$T_{rm O}$$は強く抑制された後、磁気秩序相が現れることが示唆されている。35T以上の温度・磁場相図は複雑であり、その詳細はわかっていない。さらに、最近の研究により、$$T_{rm O}$$が消失する前の22T付近にホール抵抗異常があること、ほぼ同じ極低温$$cdot$$磁場領域において、Shubnikov-de Haas実験から新しいフェルミ面の出現を示唆する結果などが報告されている。われわれは、米国国立強磁場研究所において、NMR観測可能な高均一静磁場を発生できるハイブリッドマグネットを用いて、$$^3$$Heクライオスタットで到達できる約500mKにおけ る$$^{29}$$Si核NMRナイトシフトの磁場依存性を測定した。NMRナイトシフトは、$$^{29}$$Si核位置における局所磁場を観測するプローブである。当日は、最新のデータを示して、$$H_{rm c}$$以下 での電子状態について発表する。

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