High-pressure study of novel quantum phases via thermal properties

通过热性质对新型量子相进行高压研究

• 批准号: 21K03442
• 负责人: 松林 和幸
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03442/
• 关键词: 高圧力; 熱電特性; 量子臨界; 熱測定; 超伝導; 磁性; 多極子; 四極子; 重い電子系超伝導; 量子臨界現象; 近藤効果; 熱電能; 比熱

本研究では希土類元素を内包したかご状構造をとる1-2-20系物質に対して、多重極限環境下(高圧力・高磁場・極低温)における物性測定技術を駆使することにより、スピンや軌道、価数自由度のゆらぎによって生じる新奇な量子相や超伝導相の解明を目指している。具体的な研究対象物質の1つである四極子秩序を示すPrV2Al20においては、高圧力下で発現する超伝導に関する試料依存性が問題となっていたが、同一試料での電気抵抗、交流磁化率の同時測定を行うことにより、圧力相図の作成と超伝導バルク性の検証を行った。その結果、反強四極子秩序が低温へと抑制され、超伝導発現によるゼロ抵抗を示す圧力領域においても、交流磁化率測定における反磁性シグナルが観測されないことがわかった。興味深いことに、これと類似した振る舞いは、反強磁性量子臨界点近傍で重い電子超伝導を示す典型物質であるCeRhIn5でも報告されているが、同物質では反強磁性が完全に消失した領域ではバルク超伝導となり、明瞭な比熱異常が観測されることがわかっている。PrV2Al20においても同様の観点から、より高い圧力域における研究の必要性が認識された。本年度は当初予定していた研究課題に加えて、Yb系化合物の熱電特性の圧力効果にも着目した研究を展開した。YbRh2Zn20の純良単結晶試料においては、従来の報告よりも高い熱電性能指数を示すことを見出していたが、さらに電気抵抗および熱電能の圧力効果について調べたところ、この系を特徴づける近藤温度と出力因子の相関が明らかとなった。また、近藤温度の大きさが大きく異なるYbCo2Zn20における実験結果との比較により、幅広いパラメータ領域での系統的な理解につながった。

In this study, the physical properties measurement techniques for rare earth elements in the 1-2-20 series of materials under multiple extreme environments (high pressure, high magnetic field and extremely low temperature) were studied. Specific research on the sample dependence of the quadrupole order of the target substance, PrV2Al20, on the occurrence of superconductivity under high pressure, on the simultaneous measurement of electrical resistance and AC susceptibility of the same sample, and on the generation of superconductivity under high pressure. The results are as follows: anti-strong quadrupole order, low temperature suppression, superconductivity generation, anti-magnetic resistance, pressure field, AC susceptibility measurement, and measurement. The antiferromagnetism quantum critical point near the heavy electron superconductivity of a typical substance is reported in CeRhIn5. The antiferromagnetism of the same substance disappears completely. The antiferromagnetism of the same substance disappears completely. PrV2Al20 is a new type of high-pressure field. This year, the research on thermoelectric properties of Yb compounds was carried out. YbRh2Zn20 pure crystal sample in the middle of the report, the high temperature thermoelectric performance index shows that the electric resistance, thermoelectric energy pressure effect, the characteristics of the system, Kondo temperature output factor correlation. YbCo2 Zn20 is the most important component of YbCo2Zn20, and the most important component of YbCo2Zn20 is YbCo2 Zn 20.

项目成果

2Dファンデルワールス結晶CrSiTe3の高圧下超伝導と磁性

二维范德华晶体CrSiTe3的高压超导性和磁性

• 发表时间: 2023
• 作者: 平岡奈緒香;荒井悠太郎;松林和幸;北川健太郎;高木英典
• 通讯作者: 高木英典

Interplay between Quadrupolar and Magnetic Interactions in 5d1 Double Perovskite Ba2MgReO6 under Pressure

压力下 5d1 双钙钛矿 Ba2MgReO6 中四极和磁相互作用之间的相互作用

• DOI: 10.7566/jpsj.91.013702
• 发表时间: 2022
• 期刊: J. Phys. Soc. Jpn.
• 作者: Hiroto Arima;Yoshiaki Oshita;Daigorou Hirai ;Zenji Hiroi ;and Kazuyuki Matsubayashi
• 通讯作者: and Kazuyuki Matsubayashi

Crystal and electronic structures of BiS2-based compounds Sr0.5X0.5FBiS2 (X=rare earth) under pressure: Correlation with the change in the superconductivity from unconventional to conventional

BiS2基化合物Sr0.5X0.5FBiS2（X=稀土）在压力下的晶体和电子结构：与超导性从非常规到常规的变化的相关性

• DOI: 10.1103/physrevb.106.205122
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yamaoka Hitoshi;Yamashita Aichi;Nakahira Yuki;Ochi Masayuki;Kuroki Kazuhiko;Arima Hiroto;Matsubayashi Kazuyuki;Ishii Hirofumi;Hiraoka Nozomu;Mizuguchi Yoshikazu
• 通讯作者: Mizuguchi Yoshikazu

高圧力下における重い電子系物質YbT2Zn20(T=Co，Rh)の熱電能

重电子材料YbT2Zn20（T=Co、Rh）高压下的热电势

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木雄大;辺土正人;上床美也;松林和幸
• 通讯作者: 松林和幸

層状構造を有するナローギャップ半導体における圧力誘起超伝導

层状结构窄带隙半导体中的压力诱导超导

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishioka Kunie;Tadano Terumasa;Yanagida Masatoshi;Shirai Yasuhiro;Miyano Kenjiro;松林和幸
• 通讯作者: 松林和幸