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論文

Anisotropic enhancement of lower critical field in ultraclean crystals of spin-triplet superconductor candidate UTe$$_2$$

石原 滉大*; 小林 雅之*; 今村 薫平*; Konczykowski, M.*; 酒井 宏典; Opletal, P.; 常盤 欣文; 芳賀 芳範; 橋本 顕一郎*; 芝内 孝禎*

Physical Review Research (Internet), 5(2), p.L022002_1 - L022002_6, 2023/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.5.L022002

重い電子系超伝導UTe$$_2$$の下部臨界磁場$$H_{rm c1}$$を決定した。直方晶UTe$$_2$$は$$a$$軸が磁化容易軸であるがそれと垂直方向の磁場中では$$H_{rm c1}$$が増強されかつ低温で上昇するという特徴を持つことを明らかにした。上部臨界磁場の異方性と比較することにより磁気揺らぎが超伝導に影響を与えていることが示唆された。

論文

First observation of the de Haas-van Alphen effect and Fermi surfaces in the unconventional superconductor UTe$$_2$$

青木 大*; 酒井 宏典; Opletal, P.; 常盤 欣文; 石塚 淳*; 柳瀬 陽一*; 播磨 尚朝*; 仲村 愛*; Li, D.*; 本間 佳哉*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 91(8), p.083704_1 - 083704_5, 2022/08

https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.083704
 被引用回数：8 パーセンタイル：94.37(Physics, Multidisciplinary)

de Haas-van Alphen oscillation was successfully observed in an unconventional superconductor UTe$$_2$$ using high-quality single crystals. From this observation, Fermi surfaces of this compound were determined to be cylinders elongated along the c-direction, in consistent with theoretical expectation. However, the extremely large cyclotron effective masses ranging 32 to 57 m$$_0$$, in consistent with the electronic specific heat, far exceed calculated values.

論文

Heavy fermion state of YbNi$$_2$$Si$$_3$$ without local inversion symmetry

中村 翔太*; 兵頭 一志*; 松本 裕司*; 芳賀 芳範; 佐藤 仁*; 上田 茂典*; 三村 功次郎*; 斉木 克祥*; 磯 孝斉*; 山下 穣*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(2), p.024705_1 - 024705_5, 2020/02

https://doi.org/10.7566/JPSJ.89.024705
 被引用回数：2 パーセンタイル：27.04(Physics, Multidisciplinary)

We have succeeded in growing a new heavy fermion compound YbNi$$_2$$Si$$_3$$ by the flux method. From electrical resistivity, magnetization, specific heat, magnetic torque and X-ray photoemission measurements concluded that this compound is a heavy fermion compound exhibiting an antiferromagnetic order at 0.35 K.

論文

Evidence for weak spin-orbit interaction experienced by Cooper pairs in the spin-triplet superconductor UPt$$_3$$; $$^{195}$$Pt-NMR study

青山 泰介*; 小手川 恒*; 木村 憲彰*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦*; 藤 秀樹*

Journal of the Physical Society of Japan, 88(6), p.064706_1 - 064706_7, 2019/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.064706
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

$$^{195}$$Pt-NMR measurements under magnetic field ($$H$$) parallel to the $$c$$-axis in the vicinity of the upper critical field $$H_{rm c2}$$ have been carried out on the heavy-fermion superconductor UPt$$_3$$. The quasiparticle spin susceptibility was obtained from the measurements. The field dependence of the susceptibility suggests that the $$d$$-vector freely rotates in magnetic field. It is therefore concluded that spin-orbit interaction, which confines the direction of the $$d$$-vector with respect to the crystal axis, is weak in UPt$$_3$$.

論文

Electronic structure in heavy fermion compound UPd$$_2$$Al$$_3$$ through directional Compton profile measurement

小泉 昭久*; 久保 康則*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 櫻井 吉晴*

Journal of the Physical Society of Japan, 88(3), p.034714_1 - 034714_6, 2019/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.034714
 被引用回数：2 パーセンタイル：24.11(Physics, Multidisciplinary)

Directional Compton profiles of a heavy fermion compound UPd$$_2$$Al$$_3$$ are measured in the basal plane of the hexagonal lattice. A remarkable change of the two-dimensional electron occupation number densities has been observed between 20 K and 100 K. Obtained results are attributed to the modification of the 5$$f$$ electronic states.

論文

Magnetic field induced phenomena in UIrGe in fields applied along the $$b$$ axis

Posp$'i$$v{s}$il, J.*; 芳賀 芳範; 小濱 芳允*; 三宅 厚志*; 神戸 振作; 立岩 尚之; Vali$v{s}$ka, M.*; Proschek, P.*; Prokle$v{s}$ka, J.*; Sechovsk$'y$, V.*; et al.

Physical Review B, 98(1), p.014430_1 - 014430_7, 2018/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.014430
 被引用回数：15 パーセンタイル：64.05(Materials Science, Multidisciplinary)

The metamagnetic transition between the antiferromagnetic and paramagnetic state in UIrGe has been studied at various temperatures by magnetization, heat capacity, and magnetocaloric effect measurements on a single crystal in static and pulsed magnetic fields applied along the orthorhombic $$b$$ axis. The first-order transition is accompanied by a dramatic increase of the Sommerfeld coefficient. A tentative scenario explaining these anomalies by antiferromagnetic correlations or short-range order in the paramagnetic state is discussed.

論文

Electronic states in EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ based on the doniach phase diagram

伊覇 航*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 青木 大*; 郷地 順*; 上床 美也*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(6), p.064706_1 - 064706_14, 2018/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.064706
 被引用回数：17 パーセンタイル：76.02(Physics, Multidisciplinary)

We succeeded in growing single crystals of the series of EuCu$$_2$$(Ge$$_{1-x}$$Si$$_x$$)$$_2$$ compounds.Physical property measurements demonstrate a maximum of the antiferromagnetic transition temperature appears at $$x = 0.5$$. Antiferromagnetism then disappears around $$x = 0.7$$ followed by a heavy-fermion formation at higher concentrations. These observations follow the Doniach phase diagram as a function of $$x$$.

論文

Atomic-scale visualization of surface-assisted orbital order

Kim, H.*; 吉田 靖雄*; Lee, C.-C.*; Chang, T.-R.*; Jeng, H.-T.*; Lin, H.*; 芳賀 芳範; Fisk, Z.*; 長谷川 幸雄*

Science Advances (Internet), 3(9), p.eeao0362_1 - eeao0362_5, 2017/09

https://doi.org/10.1126/sciadv.aao0362
 被引用回数：9 パーセンタイル：59.43(Multidisciplinary Sciences)

We report a first, real-space, imaging of an orbital ordered structure on a cobalt-terminated surface of the well-studied heavy fermion compound CeCoIn$$_5$$. Within small tip-sample distances, the cobalt atoms on a cleaved (001) surface take on dumbbell shapes alternatingly aligned in the [100] and [010] directions in scanning tunneling microscopy topographies. First-principles calculations reveal that this staggered orbital order is triggered by enhanced on-site Coulomb interaction at the surface.

論文

Fermi surface of ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$ as a reference to the strongly correlated isostructural metals investigated by quantum oscillations

松本 裕司*; 芳賀 芳範; 立岩 尚之; 青木 晴善*; 木村 憲彰*; 山村 朝雄*; 山本 悦嗣; 松田 達磨*; Fisk, Z.*; 山上 浩志*

Journal of the Physical Society of Japan, 85(10), p.104709_1 - 104709_7, 2016/10

https://doi.org/10.7566/JPSJ.85.104709
 被引用回数：2 パーセンタイル：21.32(Physics, Multidisciplinary)

dHvA oscillations were detected on an actinide compound ThRu$$_2$$Si$$_2$$ which is regarded as a reference to strongly correlated electron systems URu$$_2$$Si$$_2$$ and CeRu$$_2$$Si$$_2$$. Observed Fermi surfaces well coincides with the band structure calculations, as well as experimentally obtained ones for a heavy fermion compound CeRu$$_2$$Si$$_2$$. On the other hand, Fermi surfaces of URu$$_2$$Si$$_2$$ have significantly different characteristics, suggesting an itinerant ground state of 5f electrons.

論文

Unusual pressure evolution of the Meissner and Josephson effects in the heavy-fermion superconductor UPt$$_3$$

郷地 順*; 住山 昭彦*; 山口 明*; 本山 岳*; 木村 憲彰*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Physical Review B, 93(17), p.174514_1 - 174514_5, 2016/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.174514
 被引用回数：1 パーセンタイル：5.55(Materials Science, Multidisciplinary)

The Josephson effect between a single crystal UPt$$_3$$ and a conventional superconductor Al has been investigated under pressure. A possible change of the superconducting order parameter has been detected at a critical $$P_c$$ where the symmetry-breaking antiferromagnetic order disappears. The conclusion is also supported by the different behaviors observed in Josephson current and penetration depth.

論文

Evidence for chiral $$d$$-wave superconductivity in URu$$_2$$Si$$_2$$ from the field-angle variation of its specific heat

橘高 俊一郎*; 清水 悠晴*; 榊原 俊郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; 野本 拓也*; 池田 浩章*; 町田 一成*

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.033704_1 - 033704_4, 2016/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.85.033704
 被引用回数：28 パーセンタイル：82.01(Physics, Multidisciplinary)

Low-energy quasiparticle excitations in the heavy-fermion superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ were investigated by specific heat measurements as a function of temperature, magnetic field and its angle. Experimental results agree with the theoretical model for a superconducting gap with chiral $$d$$-wave symmetry.

論文

Magnetic anisotropy and thermodynamic anomaly in the superconducting mixed state of UBe$$_{13}$$ probed by static dc magnetization measurements

清水 悠晴*; 芳賀 芳範; 柳澤 達也*; 網塚 浩*

Physical Review B, 93(2), p.024502_1 - 024502_8, 2016/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.024502
 被引用回数：8 パーセンタイル：40.06(Materials Science, Multidisciplinary)

Static dc magnetization measurements were performed for a heavy fermion superconductor UBe$$_{13}$$ single crystal. For the fields along the [100] and [110] directions of cubic lattice, a magnetic anomaly was found at a characteristic field $$H_{rm Mag}^{*}$$ within the superconducting mixed state. It was also found that magnetic anisotropy became more significant above this field. The present study shows that the thermodynamic property of superconductivity changes as a function of magnetic field.

論文

Crossover phase diagram and electronic state in the heavy-fermion metamagnets UIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ and UCo$$_2$$Zn$$_{20}$$

広瀬 雄介*; 竹内 徹也*; 本多 史憲*; 吉内 伸吾*; 萩原 政幸*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 摂待 力生*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 84(7), p.074704_1 - 074704_10, 2015/07

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.074704
 被引用回数：6 パーセンタイル：46.87(Physics, Multidisciplinary)

Magnetic phase diagram of two heavy fermion metamagnets UIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ and UCo$$_2$$Zn$$_{20}$$ is investigated. UIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ shows a reconstruction of the electronic states across the metamagnetic crossover. However, UCo$$_2$$Zn$$_{20}$$ shows a rather continuous evolution. The remarkable difference in both compounds can be accounted for by different degree of hybridization between 5$$f$$ and ligand electrons.

論文

Magnetic and electronic properties of URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed by comparison with nonmagnetic references ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$

江見 直哉*; 濱端 良輔*; 中山 大将*; 三木 俊宙*; 小山 岳秀*; 上田 光一*; 水戸 毅*; 小堀 洋*; 松本 裕司*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(6), p.063702_1 - 063702_4, 2015/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.063702
 被引用回数：10 パーセンタイル：60.21(Physics, Multidisciplinary)

NMR/NQR measurements have been carried out on ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ which are the nonmagnetic references of the heavy fermion URu$$_2$$Si$$_2$$. Ru-NQR measurements suggest the relatively close electronic configuration between ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and URu$$_2$$Si$$_2$$ at high temperature. However, significant delocalization was observed in URu$$_2$$Si$$_2$$ at low temperatures. Si-NMR experiments on URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed Ising-like spin fluctuations in the hidden-order state.

論文

Pairing symmetry of UPt$$_3$$ probed by thermal transport tensors

井澤 公一*; 町田 洋*; 伊藤 淳史*; 宗 義尚*; 多田 勝哉*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 83(6), p.061013_1 - 061013_8, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.83.061013
 被引用回数：20 パーセンタイル：74.59(Physics, Multidisciplinary)

Recent advances on the study of the gap symmetry in UPt$$_3$$ by thermal conductivity tensors are reported. The field-angle-resolved thermal conductivity shows spontaneous twofold symmetry breaking i the gap function for the high-field C-phase, indicating the pairing symmetry of UPt$$_3$$ belongs to an $$E_{1u}$$ representation in the $$f$$-wave category.

論文

Synchrotron X-ray spectroscopy study on the valence state in $$alpha$$- and $$beta$$-TbAlB$$_4$$ at low temperature and high magnetic fields

松田 康弘*; 中村 俊幸*; 久我 健太郎*; 中辻 知*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*

Journal of the Korean Physical Society, 62(12), p.1778 - 1781, 2013/06

https://doi.org/10.3938/jkps.62.1778
 被引用回数：10 パーセンタイル：57.24(Physics, Multidisciplinary)

$$alpha$$-および$$beta$$-YbAlB$$_4$$中のYbイオンの価数をX線吸収および発光分光で2Kから280Kの温度範囲で測定した。価数は温度とともに3価に向かってゆっくり増加し、価数揺動の特性温度は約290Kと分かった。40Kで32Tまでの磁場を印可しYbの価数のわずかな増加($$sim$$0.002)も観測した。

論文

Inelastic neutron scattering study on low-energy excitations of the heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$

桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 正史*; 金子 耕士; 目時 直人; Raymond, S.*; M$'e$asson, M.-A.*; Flouquet, J.*; 菅原 仁*; 青木 勇二*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 385-386(Part 1), p.82 - 84, 2006/11

https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.05.109
 被引用回数：3 パーセンタイル：18.28(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$における低エネルギー磁気励起を調べる目的で、中性子非弾性散乱実験を行った。観測された磁気励起は、磁場誘起反強四極子秩序の秩序波数であるQ=(1,0,0)で明瞭なソフト化を示し、かつその強度はゾーンセンターと比べて弱いことを明らかにした。この結果は、これらの励起スペクトルの振舞いが、非磁性の四極子相互作用に起因していることを示している。さらに、励起スペクトルの線幅が超伝導転移以下で狭くなることから、励起子と超伝導の間に強い相関があると考えられる。

論文

Single crystal growth, superconductivity and Fermi surface study of plutonium compounds

芳賀 芳範; 青木 大*; 山上 浩志*; 松田 達磨; 中島 邦久; 荒井 康夫; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.4 - 9, 2006/08

https://doi.org/10.1143/JPSJS.75S.4
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

PuCoGa$$_{5}$$が、これまでの重い電子系超伝導体に比べて一桁高い転移温度を持つ超伝導体であることが報告されて以来、超ウラン化合物への関心が高まっている。つい数年前までは、このような研究は欧米の限られた研究機関でのみ行われていたが、最近、日本でもNp化合物の研究が急速に発展した。Puはさらに規制が厳しいが、原研大洗研究所及び東北大金研大洗センターの協力を得て、昨年末からPu化合物の研究を開始することができた。最初の対象物質として、Wastinらにより発見された超伝導体PuCoGa$$_{5}$$を選び、これまでの115化合物研究の経験を生かして単結晶を育成した。これについて得られた成果を中心に紹介する。単結晶は、Ga-フラックス法により育成した。試料は、銅または銀のキャップに接着し、カプトンチューブに挿入・密封し、物性測定を行った。磁化率は、温度効果とともに増大し、キュリーワイス的であるが、温度に依存しないバックグラウンドが存在する。これを差し引いた逆磁化率は、100K以上の高温では0.85$$mu$$B/Puの有効磁気モーメントで説明できる。一方低温では見かけの有効磁気モーメントは減少し、0.6$$mu$$B/Pu程度となる。またこのとき、ワイス温度は-40K程度であり、Wastinらの報告と矛盾しない。

論文

Magnetic structure and successive phase transition in NpRhGa$$_{5}$$

浄念 信太郎; 目時 直人; 本多 史憲; 金子 耕士; 青木 大*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 塩川 佳伸; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 378-380, p.1018 - 1020, 2006/05

https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.01.503
 被引用回数：7 パーセンタイル：35.58(Physics, Condensed Matter)

磁気構造を明らかにするため中性子弾性散乱実験を行った。NpRhGa$$_{5}$$はT$$_{N1}$$=36KとT$$_{N2}$$=33Kの二段の磁気転移,q=(0 0 1/2)の反強磁性ベクトルを持つ反強磁性秩序を示す。磁気散乱強度の解析からT$$_{N2}$$$$<$$T$$<$$T$$_{N1}$$でNpの磁気モーメントがc軸方向、T$$<$$T$$_{N2}$$では面内[1 1 0]方向に向くことを明らかにした。さらにT$$_{N2}$$において非常に大きな磁気モーメントのとびが生じ、5f電子状態に大きな変化が生じることを明らかにした。また磁気形状因子の測定によりNpRhGa$$_5$$の磁性がおもに軌道磁気モーメントに担われていることを明らかにした。

論文

Field-induced antiferroquadrupolar order in the heavy fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$

金子 耕士; 目時 直人; 松田 達磨; 桑原 慶太郎*; 神木 正史*; 椎名 亮輔*; Mignot, J.-M.*; Gukasov, A.*; Bernhoeft, N.*

Physica B; Condensed Matter, 378-380, p.189 - 191, 2006/05

https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.01.349
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.77(Physics, Condensed Matter)

PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$は、$$T_{sc}$$=1.85,KのPr系初の重い電子系超伝導体である。基底状態が非磁性一重項であることに加え、$$H$$$$Vert$$[1,0,0]磁場下で誘起される反強磁性成分が、磁場誘起反強四極子秩序の実現として理解できることから、この系では四極子相互作用が支配的であると考えられている。[1,0,0]に加え、[1,1,0], [1,1,1]方向についても磁場誘起秩序相の存在が報告されている。今回、$$H$$$$Vert$$[1,1,0]磁場下での単結晶磁場中中性子回折実験を行い、磁場誘起秩序相について調べた結果、磁場の印加により、5T以上で$$q$$=(1,0,0)の反強磁性反射が出現することを見いだした。また反強磁性モーメントは磁場と並行に誘起されていることを明らかにした。この結果は磁気的な相互作用では説明することができず、反強四極子相互作用が支配的であること、さらにその秩序変数は$$O_{xy}$$が主であることを示している。これらの結果から、PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$において、$$O_{xy}$$型の反強四極子相互作用が主であることを明らかにした。

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