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論文

The $$f$$-electron state of the heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ and the isostructural family

目時 直人; Aczel, A. A.*; 青木 大*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Griveau, J.-C.*; 萩原 雅人*; Hong, T.*; 芳賀 芳範; 池内 和彦*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011123_1 - 011123_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011123

希土類(4$$f$$)やアクチノイド(5$$f$$)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体$$f$$電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPd$$_5$$Al$$_2$$と関連物質の$$f$$電子状態について述べる。

論文

Hard X-ray photoelectron spectroscopy study of Pt/Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$

小畠 雅明; 吉井 賢資; 福田 竜生; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 山上 浩志; 矢板 毅; 針井 一哉; 家田 淳一; 岡安 悟; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011192_1 - 011192_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011192

スピンゼーベック効果を示す系として注目されているPt/Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$(YIG)系に対し、放射光を用いた硬X線光電子分光(HAXPES)により表面及び界面の電子状態測定を行った。本系ではスピンゼーベック効果のほかに特異な性質を示すことが報告されている。例えば、外部磁場が存在しない状況でもホール効果を発現する。この起源として、YIG中のFe$$^{3+}$$イオンがPt膜に染み出し、磁性を持つ金属間化合物を生成している可能性が提案されている。そこでHAXPESの分析深さを利用し、界面近傍の鉄イオン等の電子状態を測定した。Ptの厚みが2nm, 5nm, 8nm, 10nmの試料を測定したところ、2nmと5nmの試料において鉄イオンの分析を行うことができた。Fe 1s光電子スペクトルからは、鉄イオンが3+のものと金属的な0価に近い2つの状態が存在することが判明し、上記の可能性を支持する結果が得られた。Pt 4fやO 1sスペクトルなども測定しており、詳しい結果は当日報告する。

論文

Coexistence of superconductivity with quadrupole order in a $$Gamma_3$$ system

久保 勝規

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011041_1 - 011041_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011041

Superconductivity in a model on a cubic lattice for a $$Gamma_3$$ non-Kramers system is discussed. In our previous studies, we have found that $$d$$-wave superconductivity with $$E_g$$ symmetry occurs in a wide parameter range in a $$Gamma_3$$ system. In such an anisotropic superconducting state, the cubic symmetry of the system can be broken. Since the quadrupole degrees of freedom is active in a $$Gamma_3$$ system, the effect of cubic symmetry breaking should be important. In $$d_{x^2-y^2}$$ or $$d_{3z^2-r^2}$$ superconducting state, a ferroquadrupole moment of $$O_2^0=3z^2-r^2$$ becomes finite. In this study, we investigate the coexisting states of the superconductivity and ferroquadrupole order of $$O_2^0$$ by a mean-field theory. Then, we find that superconducting transition temperature can be increased by the quadrupole ordering.

論文

Nature of structural instabilities in superconducting Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$

金子 耕士; Cheung, Y. W.*; Hu, Y.*; 今井 正樹*; 谷奥 泰明*; 金川 響*; 村川 譲一*; 森山 広大*; Zhang, W.*; Lai, K. T.*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011032_1 - 011032_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011032

A quantum critical point appears as a second-order phase transition which takes place at zero temperature. In contrast to heavy-fermion systems in which magnetism often plays a vital role, recent studies revealed that structural instabilities can drive a system to a quantum critical point as well. In quasi-skutterudite (Ca,Sr)$$_3T_4$$Sn$$_{13}$$ ($$T$$=Rh, Ir), Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$ exhibits superconductivity around $$T_{rm sc}$$$${sim}$$5 K and a structural transition at $$T^*{simeq}$$147 K. Applying physical or chemical pressure on Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$ suppresses $$T^*$$ rapidly, and a quasi-linear $$T$$ dependence of electrical resistivity, signature of non-Fermi liquid behavior, was observed where $$T^*$$ extrapolates to 0 K. The isomorphs (Ca$$_x$$Sr$$_{1-x}$$)$$_3$$Rh$$_4$$Sn$$_{13}$$ exhibits similar behavior, where the criticality can be reached by $$x{sim}$$0.9 without external pressure. Neutron scattering experiments in Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$ evidences the second order nature of the structural transition at $$T^*$$ by the observation of a continuous evolution of superlattice peak below $$T^*$$ and a gradual increase of critical scattering upon approaching to $$T^*$$ by cooling. Increase of $$x$$ in (Ca$$_x$$Sr$$_{1-x}$$)$$_3$$Rh$$_4$$Sn$$_{13}$$ toward the quantum critical point leads to the systematic variation of the critical exponents of the order parameter. In addition, this substitution induces the phonon softening around the M point towards zero energy revealed by inelastic X-ray scattering experiment. We will present systematic variations in both elastic and inelastic channels upon approaching to the quantum critical point.

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

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.

口頭

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*

no journal, , 

The unconventional superconductors in $$f$$-based materials attract much attention in recent years. Recently, it was discovered that $$mathrm{UTe_2}$$ has relatively high transition temperature ($$T_mathrm{C} = 1.65~mathrm{K}$$), and it is classified into one of such class of materials. In the present study, we have studied the electronic structure of $$mathrm{UTe_2}$$ by the photoelectron spectroscopy with the soft X-raysynchrotron radiation. The band structure and Fermi surface of $$mathrm{UTe}_2$$ and their relationship to the result of the band-structure calculation will be discussed.

口頭

Magnetic and dielectric properties of Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$

深田 幸正*; 吉井 賢資; 藤原 孝将*; 林 直顕*; 福田 竜生; 水牧 仁一朗*; 重松 圭*; 東 正樹*; 武田 全康; 池田 直*

no journal, , 

希土類-鉄酸化物Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の磁性と誘電性について調べた。この物質は、申請者らが報告した強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R: 希土類)の関連物質であり、室温で鉄電荷秩序による強誘電性が報告されているものの、物性の報告例は少ない。本研究では多結晶及び単結晶のLu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の物性を調べた。磁化測定からは、磁気転移温度は270K近傍であり、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の250Kより高いことが分かった。また誘電率測定からは、誘電率が120K近傍でブロードなピークを描くことが分かった。さらに、誘電応答における系の均一性を示す指数もこの付近でピークを描き、120Kより低温では系は均質に近づいてゆくことも判明した。ブロードなピークは交流帯磁率測定からも観測されており、この物質の磁性と誘電性の相関を示す結果が得られた。

口頭

X-ray absorption study of perovskite Pr$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$CoO$$_{3}$$

松村 大樹; 吉井 賢資; 辻 卓也

no journal, , 

The perovskite-type oxides R$$_{1-x}$$A$$_{x}$$CoO$$_{3}$$ (R: rare earths, A: alkaline earths) have been extensively studied owing to a variety of many kinds of possible applications as well as their peculiar physical properties. A recent investigation proposed that Pr$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$CoO$$_{3}$$ is suitable for solid oxide fuel cells on the basis of its high electrical conductivity and excellent cell performance. In this study, we have performed X-ray absorption measurements using synchrotron radiation to reveal details of the electronic and crystallographic structures of this system. We have observed local structures around Co from extended X-ray absorption fine structure spectra. It was found that the Debye-Waller factor increased with increasing x up to $$sim$$0.2-0.3, while it is almost unchanged for x larger than $$sim$$0.2-0.3. This result suggests importance of static distortion on the electrical properties of this system.

口頭

Valence control of charge and orbital frustrated system YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ with electrochemical Li$$^{+}$$ intercalation

村瀬 知志*; 吉川 裕未*; 深田 幸正*; 池田 直*; 寺西 貴志*; 狩野 旬*; 藤井 達生*; 辻 卓也; 吉井 賢資

no journal, , 

We have investigated the electrochemical intercalation of Li$$^{+}$$ ions in electronic ferroelectric YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$, in which the ferroelectriciry is owing to the charge ordering of equimolar Fe$$^{2+}$$ and Fe$$^{3+}$$ on a triangular lattice. The main aim of this study is to control the ratio of Fe$$^{2+}$$/Fe$$^{2+}$$ ratio because the ratio should effect the interaction of iron ions and the appearance of a possible new electronic phase. X-ray absorption measurements at Fe K-edge showed that Fe$$^{3+}$$ is reduced completely to Fe$$^{2+}$$ by the Li$$^{+}$$ intercalation of about 100 mAh/g. With the increase of Li$$^{+}$$ amount, the X-ray diffraction showed the lattice expansion by the coulomb repulsion of Li$$^{+}$$. We also report the variation of fundamental properties such as magnetic, dielectric and electric conduction in accordance with the ratio control of Fe$$^{3}$$+ and Fe$$^{2+}$$.

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