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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:4 パーセンタイル:18.91(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.


Odd-parity electronic multipolar ordering in URu$$_2$$Si$$_2$$; Conclusions from Si and Ru NMR measurements

神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; Walstedt, R. E.*; 播磨 尚朝*

Physical Review B, 97(23), p.235142_1 - 235142_10, 2018/06


 被引用回数:11 パーセンタイル:21.83(Materials Science, Multidisciplinary)

We report $$^{29}$$Si and $$^{101}$$Ru NMR measurements on high-quality, single-crystal URu$$_2$$Si$$_2$$ samples with a residual resistivity ratio RRR$$sim$$70. Our results show that the Si and Ru sites exhibit 4-fold electronic symmetry around the $$c$$-axis in the hidden-order state. A previously observed 2-fold contribution of Si NMR linewidth is concluded to be due to extrinsic magnetic centers. Since the U and Si sites are aligned along the $$c$$-axis, we conclude further that the electronic state shows 4-fold symmetry around the U site below the hidden-order transition. From this observed local symmetry, possible space groups for the hidden-order state are $$P4/nnc$$ or $$I4/m$$, based on group theoretical considerations. Since the order vector is considered to be $$Q=(001)$$, the hidden-order state is then found to be $$P4/nnc$$ with rank 5 odd-parity, i.e. electric dotriacontapolar order.


Magnetoresistance and Hall effect of antiferromagnetic uranium compound URhIn$$_5$$

芳賀 芳範; 松本 裕司*; Pospisil, J.; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; 山村 朝雄*; Fisk, Z.*

Journal of Physics; Conference Series, 807(1), p.012015_1 - 012015_4, 2017/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:46.85

Transport characteristics of an antiferromagnetic uranium compound URhIn$$_5$$ are studied. The antiferromagnetic transition leads to a formation of a gap on the Fermi surface as demonstrated by a hump in the resistivity behavior as a function of temperature. Hall effect, magnetoresistance and de Haas-van Alphen study consistently demonstrate a small carrier concentration in the antiferromagnetic state suggesting that majority of the Fermi surface vanishes.


Reentrant superconductivity driven by quantum tricritical fluctuations in URhGe; Evidence from $$^{59}$$Co NMR in URh$$_{0.9}$$Co$$_{0.1}$$Ge

徳永 陽; 青木 大*; Mayaffre, H.*; Kr$"a$mer, S.*; Julien, M.-H.*; Berthier, C.*; Horvati$'c$, M.*; 酒井 宏典; 神戸 振作; 荒木 新吾*

Physical Review Letters, 114(21), p.216401_1 - 216401_5, 2015/05

 被引用回数:34 パーセンタイル:10.09(Physics, Multidisciplinary)



Pressure-temperature-field phase diagram in the ferromagnet U$$_3$$P$$_4$$

荒木 新吾*; 林田 みなみ*; 西海 尚人*; 眞鍋 博紀*; 池田 陽一*; 小林 達生*; 村田 惠三*; 稲田 佳彦*; Wi$'s$niewski, P.*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(2), p.024705_1 - 024705_8, 2015/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:44.65(Physics, Multidisciplinary)

Pressure-temperature-field phase diagram and quantum fluctuation effect are investigated in the itinerant ferromagnet U$$_3$$P$$_4$$. The zero-temperature ferromagnetic-to-paramagnetic transition is located at $$P_{rm c}$$ $$sim$$ 4.0 GPa. The tricritical point exists at 3.8 GPa and 32 K, where the ferromagnetic transition changes from second- to first-order. A prominent quantum fluctuation effect was observed in resistivity behavior new the tricritical point.


Resonant magnetic X-ray scattering study of UPd$$_2$$Al$$_3$$

石井 賢司; 葛下 かおり; 村上 洋一; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.102 - 104, 2006/08

UPd$$_2$$Al$$_3$$$$T_N$$=14.5K以下で生じる反強磁性秩序と$$T_c$$=2K以下での超伝導が共存する興味深い物質である。共鳴X線磁気散乱により磁性と超伝導の結合を議論するためにも、$$T_c$$を越える実験の前に、それぞれの吸収端での共鳴の性質を知っておく必要がある。そのために、われわれは$$T_c < T < T_N$$においてUの$$M_1$$から$$M_4$$吸収端までの吸収端での共鳴X線磁気散乱の測定を行った。$$M_4$$吸収端での非常に大きな共鳴に加えて、$$3p_{1/2}$$から$$6d$$への遷移に対応する$$M_2$$吸収端でも共鳴が観測された。一方、$$M_1$$及び$$M_3$$吸収端での共鳴は小さいものであった。


Soft X-ray magnetic circular dichroism study of ferromagnetic uranium compounds

岡根 哲夫; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 斎藤 祐児; 岡本 淳*; 間宮 一敏*; 村松 康司*; 藤森 淳; 落合 明*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.105 - 106, 2006/08

ウラン化合物では、5f電子が遍歴・局在性の中間的な性質を持つことから、非常に多様な磁性を示す。そのメカニズムの解明のためには、スピンモーメントと軌道モーメントを分離して定量的に定めることが非常に重要な情報となる。軟X線領域の放射光を利用したX線吸収磁気円二色性(XMCD)測定は、スピンモーメントと軌道モーメントを分離して実験的に求める最も有力な実験手法の一つである。われわれはこれまでに典型的な強磁性化合物であるU$$X_{mathrm{c}}$$($$X_{mathrm{c}}$$ = S, Se, Te), UGe$$_2$$, UFe$$_2$$についてU $$N_{4,5}$$吸収端、並びにU $$N_{2,3}$$吸収端でのXMCDを測定した。その結果、強磁性ウラン化合物のスピンモーメントと軌道モーメントの比についての傾向を見いだした。


Soft X-ray magnetic circular dichroism study of UFe$$_2$$

岡根 哲夫; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 寺井 恒太; 斎藤 祐児; 村松 康司; 藤森 淳; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 378-380, p.959 - 960, 2006/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:75.46(Physics, Condensed Matter)

立方晶ラーベス相化合物UFe$$_2$$は遍歴的な5f電子が磁性に関与する典型的物質の一つとして興味が持たれる。この物質のU原子の持つ非常に小さい磁気モーメントについては、同じ程度の大きさの軌道成分とスピン成分とが互いに逆向きに相殺し合うことによって実現されているという理論的予測が出されている。この点を実験的に確証するために、UFe$$_2$$について軟X線吸収磁気円二色性測定実験を行い、この物質のU 5f電子並びにFe 3d電子の持つ磁気モーメントの大ききをスピン成分と軌道成分を分離して定量的に求めた。


Soft X-ray synchrotron radiation photoemission study on uranium compounds

藤森 伸一; 寺井 恒太; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 村松 康司; 藤森 淳; 山上 浩志*; 池田 修悟; 松田 達磨; et al.

Physica B; Condensed Matter, 378-380, p.995 - 996, 2006/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:86.24(Physics, Condensed Matter)

現在、その高いバルク敏感性から、軟X線を用いた光電子分光実験が注目を集めている。われわれはSPring-8からの軟X線放射光を用いてウラン化合物に対する放射光光電子分光実験を行った。遍歴的なウラン化合物UFeGa$$_5$$とUSb$$_2$$のバンド構造及びフェルミ面の導出を行い、バンド計算との比較を行った。また、重い電子系化合物UPd$$_2$$Al$$_3$$, UNi$$_2$$Al$$_3$$に対する実験も行った。UPd$$_2$$Al$$_3$$では、U 5$$f$$電子状態の温度変化が観測された。


Itinerant U 5$$f$$ band states in the layered compound UFeGa$$_5$$ observed by soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy

藤森 伸一; 寺井 恒太; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 村松 康司; 藤森 淳; 山上 浩志*; 常盤 欣文*; 池田 修悟; et al.

Physical Review B, 73(12), p.125109_1 - 125109_6, 2006/03

 被引用回数:19 パーセンタイル:33.78(Materials Science, Multidisciplinary)

常磁性体UFeGa$$_5$$に対して軟X線放射光($$hnu$$=500eV)を用いた角度分解光電子分光実験を行い、この化合物のバルクU 5$$f$$電子状態に敏感な電子状態を調べた。実験結果をU 5$$f$$電子を遍歴として取り扱ったLDAバンド計算と比較したところ、両者の一致は定性的なものであったが、フェルミ面の形状はよく再現された。この結果は、この化合物におけるU 5$$f$$電子は基本的に遍歴モデルで理解されることを示している。


Electronic properties of transuranium compounds with HoCoGa$$_5$$-type tetragonal crystal structure

眞榮平 孝裕*; 堀田 貴嗣; 上田 和夫*; 長谷川 彰*

New Journal of Physics (Internet), 8(2), p.24_1 - 24_20, 2006/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:32.94(Physics, Multidisciplinary)

相対論的バンド計算手法を用いて、NpTGa$$_5$$, PuTGa$$_5$$, AmCoGa$$_5$$(Tは遷移金属原子)のエネルギーバンド構造及びフェルミ面を調べた。これらの物質に共通の性質として、フェルミ準位近傍のエネルギーバンドは、5f電子とGaの4p電子の大きな混成によって生じる。PuCoGa$$_5$$(T=Co, Rh, Ir)に対しては、大きな体積を持つ複数枚の円筒状フェルミ面が得られた。NpFeGa$$_5$$, NpCoGa$$_5$$, NpNiGa$$_5$$のフェルミ面はそれぞれ、細かい点を別にすれば、UCoGa$$_5$$, UNiGa$$_5$$, PuCoGa$$_5$$のそれに形状がよく似ている。AmCoGa$$_5$$のフェルミ面は、大きな体積を持つ円筒状の電子フェルミ面と小さな閉じたホール面から構成されるが、これはPuCoGa$$_5$$のフェルミ面構造とよく似ている。これらの類似性は、バンド構造が物質ごとにほとんど変化しないままフェルミ準位のみが変化する、という描像で理解される。


Anisotropic superconducting gap in transuranium superconductor PuRhGa$$_{5}$$; Ga NQR study on a single crystal

酒井 宏典; 徳永 陽; 藤本 達也; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 安岡 弘志; 青木 大*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 74(6), p.1710 - 1713, 2005/06

 被引用回数:77 パーセンタイル:8.76(Physics, Multidisciplinary)



$$^{31}$$P-NMR study of the uranium-based filled skutterudite compound UFe$$_4$$P$$_{12}$$

徳永 陽; 松田 達磨; 酒井 宏典; 加藤 治一*; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦; 安岡 弘志

Physical Review B, 71(4), p.045124_1 - 045124_5, 2005/01

 被引用回数:10 パーセンタイル:54.6(Materials Science, Multidisciplinary)



Direct observation of $$^{235}$$U NMR in an itinerant 5${it f}$ electron system, USb$$_{2}$$

加藤 治一*; 酒井 宏典; 生嶋 健司*; 神戸 振作; 徳永 陽; 青木 大*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦; 安岡 弘志; Walstedt, R. E.

Journal of the Physical Society of Japan, 73(8), p.2085 - 2088, 2004/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:42.6(Physics, Multidisciplinary)

遍歴反強磁性体であるUSb$$_{2}$$の反強磁性状態で$$^{235}$$U核と$$^{121}$$Sb, $$^{123}$$Sb核のNMRを直接観測した。$$^{235}$$U NMRの1/2$$<$$-$$>$$-1/2遷移の共鳴周波数が217.2MHzであることを数々の方法で確認した。また$$^{235}$$U核の超微細相互作用定数は147T/mBであることがわかった。これは金属間ウラン化合物で$$^{235}$$U NMRが観測された初めての例である。


Pressure effect on antiferromagnetic ordering in UPb$$_3$$

芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 中島 美帆*; 青木 大*; 大貫 惇睦*; 辺土 正人*; 上床 美也*

Acta Physica Polonica B, 34(2), p.1239 - 1242, 2003/02

UX$$_3$$型ウラン化合物(X=Si, Ge, Sn, Pb)は、パウリ常磁性,スピン揺動,反強磁性と多彩な基底状態をとる。この中で、UPb$$_3$$は、転移温度32Kの反強磁性体であり、低温で大きな電子比熱係数が110mJ/K$$^2$$molを示す重い電子系化合物である。われわれはこの物質について8GPaまでの圧力下で電気抵抗を測定した。ネール温度($$T_{rm N}$$)は、圧力とともに増大し、3GPaで最大となる。その後、加圧とともに減少する。また、われわれは新たに、圧力で誘起された電気抵抗異常を発見した。この転移は$$T_{rm N}$$以下の温度で起こり、電気抵抗の急激な減少を伴う。今回の実験での最大圧力8GPaでも反強磁性は依然として残っており、これが完全に消失する臨界圧力は12GPaと見積られる。


Magnetic structure, phase diagram, and a new type of spin-flop transition dominated by higher order interaction in a localized 5$$f$$ system U$$_{3}$$Pd$$_{20}$$Si$$_{6}$$

小池 良浩; 目時 直人; 芳賀 芳範; McEwen, K. A.*; 神木 政史*; 山本 竜之介*; 阿曽 尚文*; 立岩 尚之*; 小松原 武美*; 木村 憲彰*; et al.

Physical Review Letters, 89(7), p.077202_1 - 077202_4, 2002/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.78(Physics, Multidisciplinary)



$$^{238}$$U M$"o$ssbauer study on the 5f-quadrupoles in uranium-based intermetallics

筒井 智嗣*; 中田 正美; 那須 三郎*; 本間 徹生*; 常盤 欣文; 青木 大*; Wisniewski, P.*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Hyperfine Interactions, 141/142(1-4), p.237 - 242, 2002/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:90.78(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)



Neutron diffraction study of antiferromagnetic order in UGa$$_{3}$$ under pressure

中村 充孝; 小池 良浩; 目時 直人; 加倉井 和久; 芳賀 芳範; Lander, G. H.; 青木 大*; 大貫 惇睦

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 63(6-8), p.1193 - 1196, 2002/06

 被引用回数:15 パーセンタイル:38.51



Magnetic properties of a pressure-induced superconductor UGe$$_{2}$$

立岩 尚之*; 花園 勝巳*; 小林 達生*; 天谷 喜一*; 井上 鉄太郎*; 金道 浩一*; 小池 良浩; 目時 直人; 芳賀 芳範; 摂待 力生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 70(10), p.2876 - 2879, 2001/10

 被引用回数:56 パーセンタイル:13.21(Physics, Multidisciplinary)



Neutron scattering studies on heavy fermion superconductors

目時 直人

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.11 - 13, 2001/05


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