ルテニウム2次元酸化物に圧力・磁場で誘起される新奇な量子状態

压力和磁场在二维氧化钌中诱导的新型量子态

• 批准号: 18043020
• 负责人: 中村 文彦
• 金额: $ 4.22万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18043020/
• 关键词: 強相関電子系; 金属-絶縁体転移; 遍歴電子磁性; 圧力効果; 超音波実験; Ru酸化物; トリプレット超伝導; スーパークリーン物質

本研究の目的は,スーパークリーンな系であるRu214酸化物において,磁場・圧力で内部自由度を制御したとき現れる新奇量子凝縮相・現象を探索する.また,その状態の特異性を明らかにし,それらの発現機構の理解を進めることにある.今年度得られた具体的成果を以下に示す.(1)圧力誘起モット転移系Ca_2RuO_4の遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属と異方的強磁性(a)Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧でモット転移し,遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属となる.この様な2次元電子系での遍歴強磁性は他に例をみない.また,この強磁性の遍歴性は,典型的遍歴強磁性体MnSiと同程度である.(b)Ca_2RuO_4の強磁性はきわめて異方的である.磁化,磁気抵抗の測定から、異方性磁場を約10Tと見積もった.これはd電子系遍歴強磁性としては最大の磁気異方性である.このことは,通常,d電子系では軌道の効果は無視できるが,この系ではそれが重要であることを意味する.(c)この強磁性のT-cは,さらなる加圧で6GPa付近で最大約25Kとなった後,減少に転じ,9GPa付近で突然消失,量子相転移の存在を示唆する.今後,エキゾチックな超伝導の発見が期待される.(2)超音波を用いたSr_2RuO_4のスピントリプレット超伝導状態の研究Sr_2Ru0_4の超伝導はトリプレット状態にあると考えられているが,これを決定づける実験として,超音波による弾性定数の温度・磁場変化を測定した.その結果,磁化の温度・磁場相図に現れる磁場誘起超伝導相は確認できなかった.しかし,臨界点付近で弾性定数の温度・磁場依存性を詳しく調べ,M.Sighstの理論と比較した.その結果,トリプレット超伝導特有の現象である横波弾性率(C_<l1>-C_<l2>)/2とC_<33>の飛びを観測,Sr_2RuO_4の超伝導がトリプレット状態にあることを確認した.

The purpose of this study is to explore the novel quantum condensation phase phenomenon in Ru214 acidified compounds, which is controlled by magnetic field and pressure. The specificity of the state is clear, and the understanding of the discovery mechanism is advanced. This year's achievements are shown below. (1)Pressure induced transition of Ca_2RuO_4 to base state is a two-dimensional metal and anisotropic ferromagnetism (a)Ca_2RuO_4 to base state is a two-dimensional metal and anisotropic ferromagnetism (b)Ca_2RuO_4 to base state is a two-dimensional metal. This two-dimensional electron system is a perfect example of ferromagnetism. Ferromagnetic properties of MnSi are similar to those of MnSi. (b)Ca RuO_4 is ferromagnetic. Magnetization, magnetic resistance measurement, anisotropic magnetic field about 10T. The maximum magnetic anisotropy of the electron system is ferromagnetic. This is usually the case with the D electron system. (c)The ferromagnetism T-c decreases when the voltage increases to 6GPa near 25K, and disappears suddenly when the voltage increases to 9GPa, indicating the existence of quantum phase shift. From now on, we are looking forward to the future. (2)A Study on the Ultrasonic Conduction State of Sr_2RuO_4 in Ultrasonic Applications. As a result, magnetization temperature and magnetic field phase shift are confirmed. The critical point is close to the temperature and magnetic field dependence of the property. As a result, the characteristic phenomenon of the superconductivity of Sr_2RuO_4 is confirmed by the measurement of the transverse wave conductivity (C_<l1>-C_<l2>)/2<33>.

项目成果

圧力下Ca_2RuO_4の異方的強磁性と磁気抵抗

压力下Ca_2RuO_4的各向异性铁磁性和磁阻

• 发表时间: 2007
• 作者: K.Berggold;F.Nakamura;et al.;中村 文彦;竹本 哲雄;中村 文彦
• 通讯作者: 中村 文彦

Development of a piston-cylinder pressure cell using nonmagnetic and high-yield strength alloys for a SOUID magnetmeter

使用非磁性高屈服强度合金开发用于 SOUID 磁力计的活塞缸压力传感器

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Phys. Soc. Jpn. (Suppl. A) 76
• 作者: T.Yamashita;N Kawakami;M.Yamashita;N. Kawakami;Fumihiko Nakamura;K.UMEO;R. Nakai
• 通讯作者: R. Nakai

Pressure-induced Mott transition and related novel quantum phenomena in Ca_2RuO_4

Ca_2RuO_4 中压力诱导的莫特跃迁及相关新量子现象

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Phys. Soc. Jpn. 76
• 作者: R. NAKAI;et. al.;F. Nakamura
• 通讯作者: F. Nakamura

Developments on Susceptibility and Magnetization Measurements under High Hydrostatic Pressure

高静水压下磁化率和磁化强度测量的进展

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Phys. Soc. Jpn. 76
• 作者: P. L. ALIREZA;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Ca_2RuO_4の温度・圧力・磁場相図

Ca_2RuO_4的温度/压力/磁场相图

• 发表时间: 2008
• 作者: K.Berggold;F.Nakamura;et al.;中村 文彦
• 通讯作者: 中村 文彦