Study of correlated electronic phenomena induced by electric quadrupolar degrees of freedom in nonmagnetic doublet ground state

非磁双重态基态电四极自由度引起的相关电子现象研究

基本信息

批准号：
21J14456
负责人：
草ノ瀬優香
金额：
$ 0.13万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，非磁性基底二重項をとる新たな立方晶プラセオジム(Pr)化合物を探索し，四極子と伝導電子の相互作用による物性を系統的に捉えることを目的として，以下の2つの項目に着目して研究を行った。(1)Prの副格子がfcc構造をとるPrMgNi4の単結晶を作製し，物性測定を行った。私たちのこれまでの研究では，Prの結晶場基底状態は非磁性のΓ3二重項であるが，0.1 Kまで四極子秩序は観測されていない。そこで，0.3 Kまでの熱膨張と磁歪を測定した。得られる格子長の変化量ΔLから歪みはε≡ΔL/L0 となる。ゼロ磁場での熱膨張の温度変化では，5 K付近にブロードな山が現れる。これは，比熱で観測された二重項－三重項のSchottky異常と整合する。εの磁場に対する二階微分と四極子感受率χQは比例関係にあることから，温度を変えながら磁歪を測定することで四極子感受率の温度依存性を評価できる。磁歪係数dε/dBの0.6 T以下の傾きから，χQの温度変化は，磁場B || [100]では5 K以下で低温に向かって発散的に減少し, B || [111], T > 2 Kでは一定値に収束する。これは, 0.3 KまでΓ3型の四極子自由度が活性であることを示している。また, χQの増大は0.7 K以下で抑制されていることから四極子が凍結していると考えられる。(2)PrMgNi4と同型のPrCdNi4 を作製し，単結晶試料を初めて得た。私たちのグループによるこれまでの研究で，比熱の1 K付近に，相転移によるピークを観測し,電気抵抗率においても1 K付近に肩の異常を観測した。磁場による変化が小さいことから四極子の長距離秩序であると考えられる。日本原子力研究開発機構で中性子散乱実験を行い，転移温度の上下で強度差は誤差範囲内であった。よって，1 K付近の相転移は磁気転移ではないことを確かめた。

在这项研究中，我们搜索了一种使用非磁性基础双重组的新的立方praseodymium（PR）化合物，并专注于以下两个项目，目的是系统地捕获由四倍体和传导电子相互作用引起的物理特性。（1）制备PR的单晶晶体，其中PR具有FCC结构并测量了物理特性。在我们以前的研究中，PR的晶体场基态是非磁性γ3双线，但是未观察到高达0.1 k的四极阶阶。因此，最高为0.3 k的热膨胀和磁静脉。畸形为αΔl/l0，从晶状体上获得的可获得的变化量。当零磁场的热膨胀的温度变化时，一座宽山出现在5 k左右。这与在特定热量中观察到的Doublet-Triplet Schottky异常一致。由于第二阶与ε的磁场和四极灵敏度χQ相互差异，因此可以通过在改变温度的同时测量磁结束来评估四极灵敏度的温度依赖性。从低于0.6 t的磁结尾系数Dε/db的斜率，对于磁场B ||，χQ的温度变化χQ的温度变化向低温下降低了低温。 [100]，并在B ||时收敛为恒定值[111]，t> 2 k。这表明γ3型的四极度自由度为活性高达0.3 k。此外，χQ的增加抑制了低于0.7 k，因此人们认为四极杆被冻结了。（2）制备PRCDNI4，与PRMGNI4相同的类型，并首次获得单个晶体样品。在我们组的先前研究中，由于相变的峰值在1 k的特定热量附近观察到峰值，并且在1 k的电阻率附近观察到肩部异常。由于磁场引起的变化很小，因此被认为是四极杆的远距离顺序。在日本原子能机构进行了中子散射实验，强度差在过渡温度和过渡温度之间的误差范围内。因此，证实了1 K附近的相变为磁过渡。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

希土類内包カゴ状化合物PrNi2Mg20の非磁性基底二重項による低温物性

非磁性基双峰稀土内嵌笼状化合物PrNi2Mg20的低温物理性能

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
草ノ瀬優香;鬼丸孝博;山根悠;梅尾和則;高畠敏郎
通讯作者：
高畠敏郎

Inelastic neutron scattering study of crystalline electric field excitations in a cubic compound PrMgNi4

立方化合物 PrMgNi4 晶体电场激发的非弹性中子散射研究

DOI：
10.1088/1742-6596/2164/1/012052
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Physics: Conference Series
影响因子：
0
作者：
Y. Kusanose;T. Onimaru;Y. Yamane;K. Umeo;T. Takabatake;T. Guidi;D. Le;D. T. Adroja
通讯作者：
D. T. Adroja

Quadrupole phase transition in a cubic 4f 2 compound PrCdNi4 with a non-Kramers doublet ground state

具有非克莱默双态基态的立方 4f 2 化合物 PrCdNi4 中的四极相变

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Kusanose;T. Onimaru;Y. Shimura;K. Umeo;T. Takabatake
通讯作者：
T. Takabatake

ミックス型強磁性スピン鎖における低温物性

混合铁磁自旋链的低温特性

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
師田慧;山口博則;細越裕子;古谷峻介;下野聖矢;川上貴資;草ノ瀬優香;志村恭通
通讯作者：
志村恭通

非磁性基底二重項をとる立方晶PrMgNi4の磁歪測定による四極子感受率の評価

非磁基双峰立方 PrMgNi4 磁致伸缩测量四极磁化率评估

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shimura Yasuyuki;Watanabe Kanta;Taniguchi Takanori;Osato Kotaro;Yamamoto Rikako;Kusanose Yuka;Umeo Kazunori;Fujita Masaki;Onimaru Takahiro;Takabatake Toshiro;岸野真之，田口諒，赤松範久，宍戸厚;草ノ瀬優香，志村恭通，鬼丸孝博
通讯作者：
草ノ瀬優香，志村恭通，鬼丸孝博