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論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer study of UPt$$_{3}$$

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 226-230(Part.1), p.87 - 88, 2001/05

重い電子系超伝導化合物UPt$$_{3}$$について$$^{238}$$Uメスバウア分光を行った。UPt$$_{3}$$の超伝導転移温度は0.5Kであり、中性子散乱だけで5Kにおいて反強磁性秩序が観測されている。帯磁率は常磁性状態25K付近で極大を示し、UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$やURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$同様、その温度(Tx$$_{max}$$)は重い電子の形成と相関があると考えられている。測定したすべての温度のスペクトルで磁気分裂と四極子分裂が観測された。スペクトルの温度変化はTx$$_{max}$$付近で最もシャープなスペクトルを示し、UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$やURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の実験結果とは異なった。しかしながら、常磁性状態で観測された内部磁場は磁気緩和によって生じたものであり、観測された磁気緩和は重い電子の形成過程との相関を示唆する。また、5Kでの反強磁性秩序に関しては、UBe$$_{43}$$$$^{238}$$Uメスバウアー分光の結果から、2.8Kでは核位置に内部磁場を生じていることを示唆する。

論文

Neutron scattering study of the antiferromagnetic ordering in UPt$$_{3}$$ at mK-temperatures

小池 良浩*; 目時 直人; 木村 憲彰*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦*; 前沢 邦彦*

Physica B; Condensed Matter, 259-261, p.662 - 663, 1999/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.81(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導体UPt$$_{3}$$は5Kで、数百$AA$程度のスピン相関を持つ反強磁性に転移することが中性子散乱等によって示されているが、NMRや比熱等の実験ではその温度で異常は観察されず、ダイナミカルに揺らいでいる秩序状態ではないかと考えられていた。また超低温における比熱、熱膨張率の実験では20mK近傍で異常が観察され磁気転移の可能性が示唆されていた。そこで、UPt$$_{3}$$の反強磁性秩序について超低温での中性子散乱実験を行った。(0.501)反強磁性ピークの温度変化をmKの領域まで観察したところ、高温では5Kから300$AA$程度のスピン相関を持つ反強磁性状態ピークが観察され、さらに50mK以下で磁気ピークがシャープになり20mKで、resolution limitの反強磁性ピークが観察された。このことは20mKでスピンの反強磁性相関がlong rangeになっていることを示している。

論文

Long range antiferromagnetic ordering observed below 20 mk in the heavy fermion superconductor UPt$$_{3}$$

小池 良浩*; 目時 直人; 木村 憲彰*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦*; 前沢 邦彦*

Journal of the Physical Society of Japan, 67(4), p.1142 - 1145, 1998/04

 被引用回数:22 パーセンタイル:14.36(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体UPt$$_{3}$$は5Kで、数百$AA$程度のスピン相関を持つ反強磁性に転移することが中性子散乱等によって示されているが、NMRや比熱等の実験ではこの温度で異常は観察されず、ダイナミカルに揺らいでいる秩序状態ではないかと考えられていた。また超低温における比熱、熱膨張率の実験では20mK近傍で異常が観察され磁気転移の可能性が示唆されていた。そこで、UPt$$_{3}$$の反強磁性秩序について超低温での中性子散乱実験を行った。(0.501)反強磁性ピークの温度変化をmKの領域まで観察したところ、高温では5Kから300$AA$程度のスピン相関を持つ反強磁性状態ピークが観察され、さらに50mK以下で磁気ピークがシャープになり20mKで、resolution limitの反強磁性ピークが観察された。このことは20mKで長距離反強磁性状態に転移したことを意味する。

論文

High-quality single crystal growth of uranium-based intermetallics

芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 辺土 正人*; 大國 仁*; 大貫 惇睦*

J. Magn. Magn. Mater., 177-181, p.437 - 438, 1998/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:54.57(Materials Science, Multidisciplinary)

ウラン-金属間化合物の多くは磁性を示し、低温で重い電子状態を形成し、あるものは超伝導に転移する。低温での現象には必ず不純物の影響が現れるために極めて純良な試料を育成しなければならない。このためにわれわれは高周波帯溶融炉による原料ウランの精製及び固相電解による単結晶試料の熱処理を行った。これらを組合せた結果、UPt$$_{3}$$では残留抵抗比が640に達し、UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$でも超伝導転移温度2.0Kの最高品質の試料が得られ新たな実験結果が得られた。固相電解は、一部のインコングルエント化合物にも有効であり、CeRu$$_{2}$$では抵抗比300の試料が得られ、ドハース・ファンアルフェン効果の観測に初めて成功した。

論文

Long-range antiferromagnetic spin correlation below 50mK in a heavy fermion superconductor UPt$$_{3}$$

小池 良浩*; 目時 直人; 木村 憲彰*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*; 前沢 邦彦*

Physics of Strongly Correlated Electron Systems (JJAP Series 11), p.44 - 46, 1998/00

重い電子系超伝導体UPt$$_{3}$$は、5K以下で0.02$$mu$$$$_{B}$$/Uのモーメントを持つ反強磁性秩序を示すことが、中性子散乱実験によって観察されている。一方、NMRや比熱ではこの磁気転移に伴う異常は観察されておらず、この磁気秩序は通常の静的な秩序ではなく揺らいだ状態と考えられている。また、約18mKで比熱と熱膨張率に異常が観察され、磁気転移の可能性が示唆されている。そこで、UPt$$_{3}$$の低温における磁気秩序について調べるために中性子散乱実験を行った。その結果、570mKで幅の広いピークが、50mK付近から徐々に狭くなり、20mKでほぼresolution-limitの幅のピークになった。これは超低温での長距離秩序の可能性を示している。570mKでのスピン相関長は約430$AA$であり、以前からの報告と一致する。さらに、より高品質の試料について測定を行った結果でも同様な線幅の減少が見られたが、高温(0.5K以上)でのスピン相関長は約700$AA$で、高品質の試料ほど相関長が長くなることが明らかになった。

論文

UPt$$_{3}$$の純良単結晶育成と奇パリティ超伝導

大貫 惇睦*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 木村 憲彰*

原子力工業, 43(5), p.47 - 52, 1997/00

UPt$$_{3}$$は0.5K付近で2つの超伝導遷移温度を持ち、さらに温度と磁場の相図には3種類の超伝導相が存在する。このような多重相図を持つ超伝導体はUPt$$_{3}$$以外にはなく、この超伝導メカニズムに対しては10年来の欧米における精力的な研究にもかかわらず、明らかにされなかった。われわれのグループでは極めて純良な単結晶を育成し、大阪大学の北岡良雄氏や北海道大学の榊原俊郎氏の協力を得て、NMRと磁化の測定を行い、UPt$$_{3}$$が固体では初めての奇パリティ超伝導体であることを明らかにした。

論文

Relativistic band theory of magnetic f-electron materials

樋口 雅彦; 大貫 惇睦*; 長谷川 彰*

Czechoslovak Journal of Physics, 46(4, Suppl.), p.1891 - 1892, 1996/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

強相関伝導系化合物には、磁気構造を有するものが多数ある。これらの電子構造の解明には、相対論的効果と、スピン及び軌道電流密度との磁気的相互作用による効果を考慮に入れる必要がある。従来、この問題に対してはどちらか一方を摂動論的に扱ったり、あるいは両者を摂動論的に扱うなどして、不充分であった。本研究では、量子電磁力学に基づく多体系ハミルトニアンを用いて密度汎関数理論を展開し、上記の2つの効果を同時に扱うことに成功した。求められた一電子方程式は、磁気効果をZeeman項型の項として取り込み、相対論的効果はDirac方程式であることにより保証されている。本理論は重い電子系超伝導化合物UPt$$_{3}$$, UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$等のノーマル状態の電子構造の解明に有効であると期待される。

論文

UPt$$_{3}$$における奇パリティ超伝導状態

藤 秀樹*; 北岡 良雄*; 朝山 邦輔*; 榊原 俊郎*; 天谷 健一*; 池田 昌隆*; 田山 孝*; 網塚 浩*; 木村 憲彰*; 摂待 力生*; et al.

固体物理, 31(9), p.763 - 774, 1996/00

UPt$$_{3}$$は1984年の発見以来、10年以上注目を集め続けている。最大の特徴は磁場中で複数の超伝導相を有することであり、他の超伝導体には見られない特徴である。我々はUPt$$_{3}$$の単結晶を育成し、固相電解を施すことによって世界最高純度の試料を得ることに成功した。この単結晶を用いて核磁気共鳴(NMR)及び磁化による超伝導状態の研究を行った。その結果knight-shiftがBCS理論で予想されるものと異なった温度依存性を示すことが明らかとなった。このことは、Cooper対を形成する電子のスピンが平行であり、奇パリティ超伝導が実現していることを示す直接的な証拠である。

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