極限環境下で実現する強磁性量子臨界点近傍の微視的測定と新物質開発

铁磁量子临界点附近的显微测量及极端环境下新材料的开发

• 批准号: 19J00336
• 负责人: 真砂 全宏
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Shimane University (2020)Kobe University (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00336/
• 关键词: 強磁性量子臨界; 多極子秩序; 核磁気共鳴; 高圧実験

研究実施計画の通り反強磁性体CeCoSiの核磁気共鳴測定を行った．本物質では反強磁性転移よりも高温側に別の秩序相が存在することが指摘されているが，その秩序変数は不明であった．そこで本研究ではこの相の起源を明らかにすることを目的とした．本測定の結果，この相は格子変形を伴わない電気四極子相である可能性が高いことが分かった．正方晶のCe系化合物でこの秩序を示す例はまれであり，その発現には局所的に反転対称性がない特殊な結晶構造が関係している可能性がある．結晶構造と多極子相の関連を解明するうえで本研究の成果は意義深い．また，この相は，URu2Si2で見られる隠れた秩序相と類似しており，その起源の解明という点からも，CeCoSiでの発見は意義がある．一方，磁場角度を制御して測定されたCeCoSiのスペクトルは，この相では異常なスペクトルの分裂を示すことが明らかとなった．これは磁場中では上記の電気四極子相が異なる状態にあることを示唆する．この効果もCeCoSiの特殊な結晶構造に起因する現象である可能性があり，上記の測定に加え，研究目的に関連して反強磁性量子臨界候補物質の探索も行った．鉄系の反強磁性体Zr4Fe4Si7及び関連物質であるNb4Fe4Si7の単結晶試料の作製に成功し，約4 GPaまでの高圧下の電気抵抗測定を行った．その結果，Zr4Fe4Si7の反強磁性相は加圧につれて抑制されるものの，量子臨界点は4 GPaを超えることが明らかとなった．また，Nb4Fe4Si7について本研究で初めて低温の物性測定ならびに核磁気共鳴測定を行った結果，この物質がより磁気的な量子臨界点に近い可能性があることが分かった．ただし磁気秩序の詳細は未解明であり，試料の質の改善が課題である．ウラン系の強磁性臨界候補物質の合成については，出張が困難な社会情勢であったため，本年度は実施しなかった．

根据研究计划，进行了抗铁磁盲肠的核磁共振测量。有人指出，比该材料中的抗磁磁过渡较高的温度侧有另一个有序相，但是该材料的顺序变量尚不清楚。因此，这项研究旨在阐明此阶段的起源。该测量表明，该阶段可能是一个没有晶格变形的电二极相。表明该顺序的四方基于Tetragonal CE的化合物的实例很少，并且它们的表达可能涉及一种特殊的晶体结构，该结构没有局部倒置对称性。这项研究的结果对于阐明晶体结构与多极相之间的关系有意义。此外，此阶段类似于URU2SI2中看到的隐藏有序阶段，而Cecosi中的发现在阐明其起源方面很重要。另一方面，据揭示了通过控制磁场角来测量的Cecosi光谱在此阶段显示异常的光谱分裂。这表明上述电力四极相位于磁场中的不同状态。这种效果也可能是由于Cecosi的特殊晶体结构，除了上述测量值外，我们还搜索了与研究目的有关的抗磁量量子关键候选材料。我们成功制造了基于铁的抗铁磁ZR4FE4SI7和相关材料NB4FE4SI7的单晶样品，并测量了高压高达4 GPA的电阻。结果，据揭示了Zr4Fe4Si7的抗铁磁相被压力抑制，但量子临界点超过4 GPA。此外，在这项研究中，我们首先执行了低温物理特性和核磁共振测量，并发现该材料可能更接近磁量子临界点。但是，磁性顺序的细节尚未澄清，挑战是提高样品的质量。由于难以旅行的社会环境，今年未进行基于铀的铁磁关键候选物质的合成。

项目成果

反強磁性体Ce3TiSb5のNMRによる研究

反铁磁体Ce3TiSb5的NMR研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Kotegawa Hisashi;Matsuoka Eiichi;Uga Toshiaki;Takemura Masaki;Manago Masahiro;Chikuchi Noriyasu;Sugawara Hitoshi;Tou Hideki;Harima Hisatomo;真砂全宏
• 通讯作者: 真砂全宏

NMRによるCeCoSiの特異な非磁性相の研究

核磁共振研究CeCoSi独特非磁性相

• 发表时间: 2020
• 作者: Kotegawa Hisashi;Matsuoka Eiichi;Uga Toshiaki;Takemura Masaki;Manago Masahiro;Chikuchi Noriyasu;Sugawara Hitoshi;Tou Hideki;Harima Hisatomo;真砂全宏;真砂全宏;真砂全宏;真砂全宏
• 通讯作者: 真砂全宏

NMR study on the antiferromagnet CeCoSi

反铁磁体 CeCoSi 的核磁共振研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Tamura Yusuke;Morikawa Masato;Tanabe Ryo;Miyazono Kohei;Koinuma Daizo;Masahiro Manago
• 通讯作者: Masahiro Manago

反強磁性体Zr4Fe4Si7及び関連物質の単結晶育成と圧力効果

反铁磁材料Zr4Fe4Si7及相关物质的单晶生长和压力效应

• 发表时间: 2020
• 作者: Kotegawa Hisashi;Matsuoka Eiichi;Uga Toshiaki;Takemura Masaki;Manago Masahiro;Chikuchi Noriyasu;Sugawara Hitoshi;Tou Hideki;Harima Hisatomo;真砂全宏;真砂全宏;真砂全宏
• 通讯作者: 真砂全宏

超伝導UCoGe の圧力下NQR

超导 UCoGe 压力下的 NQR

• 发表时间: 2019
• 作者: Koyano Y.;Kitahata H.;Mikhailov A. S.;Akiyoshi Tsuchiya;真砂全宏
• 通讯作者: 真砂全宏