軌道揺らぎが誘起する多極子系新奇量子状態の探求

轨道涨落引起的多极系统中新型量子态的探索

• 批准号: 16H04011
• 负责人: 松本 洋介
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16H04011/
• 关键词: 軌道揺らぎ; 多極子; 量子臨界現象; 重い電子; 熱膨張・磁歪測定; 四極子近藤効果; 非従来型超伝導; 多極子秩序

本研究では、強い軌道揺らぎを有する非磁性籠状物質PrT2Al20(T = Ti, V)を対象に、「軌道揺らぎによる新奇な量子物性」の開拓を目的に研究を行った。特に、極低温度域におけるキャパシタンス法を用いた精密熱膨張・磁歪測定に着目して研究を進めた結果、PrTi2Al20の強四極子秩序に関して新たな知見を得ることができた。この強四極子秩序の秩序変数は、これまでのところ、4 T以上の磁場中における中性子散乱や核磁気共鳴により、O20であると考えられてきた。しかしながら、今回行った熱膨張・磁歪測定に加え、精密磁化測定、核磁気共鳴測定の結果から、低磁場の秩序変数はこれとは異なっており、[100]方向に数 Tの磁場中で、低磁場相から高磁場相へのクロスオーバーが生じていることが分かった。熱膨張・磁歪の異方性から、低磁場相の秩序変数はO20とO22が混じり合った状態である可能性が高い。さらに興味深いことに、このクロスオーバーが生じる磁場付近では、100 mK以下の極低温度域で熱膨張係数が低温に向かって急激に変化すると同時に、符号反転を示すことが分かった。一般に熱膨張係数の符号反転は何らかの量子臨界性点の存在を示唆するものと解釈される。極めて低い温度のみで確認される現象であること、さらにこの物質が増強核磁性を示すことを考慮すると、何らかの意味で核スピン系の寄与を捉えている可能性が高い。充填スクッテルダイトPrRu4P12では核スピンとf電子がカップルした多重項の存在が指定されているが、本研究では、このような核スピンとf電子の複合系における量子相転移を捉えた可能性があり非常に興味深い。今後は、これが本当に核スピンの寄与で理解できるのか、さらなる検証を進めると同時に、さらにここにf電子の軌道揺らぎが加わることでどのような量子状態が出現するのかといった新たな研究につなげたい。

The purpose of this study is to develop a strong non-magnetic cage-like material PrT2Al20 (T = Ti, V) and "novel quantum physical properties of the orbital". Research on the purpose of precision thermal expansion and magnetic distortion measurement using special and extremely low temperature range におけるキャパシタンス method The result of the strong quadrupole order of PrTi2Al20 is the new one.このstrong quadrupole orderのorder剉numberは、これまでのところ、4 In the magnetic field above T, the neutralons are scattered and the nuclear magnetic resonance is caused, and the O20 test is tested. Thermal expansion and magnetic deflection measurement, precise magnetization measurement, and nuclear magnetic resonance Measurement result, low magnetic field order value, and [100] direction number. T's middle magnetic field phase, low magnetic field phase, high magnetic field phase, high magnetic field phase, and high magnetic field phase. Thermal expansion and magnetic distortion are anisotropy, and the order of the low magnetic field phase is high. The probability of mixing O20 and O22 is high.さらに情深いことに、このクロスオーバーが生じるMagnetic field pays close to では、100 In the extremely low temperature range below mK, the thermal expansion coefficient is in the low-temperature direction, and the rapid excitation and transformation are at the same time. In general, the sign of the thermal expansion coefficient is reversed and the existence of the quantum critical point is shown in the figure. Confirmation of the extremely low temperature and the strong nuclear magnetic properties of the される phenomenon.すことをConsidering すると, らかのmeans でnuclear スピン System の发 and をCapture えているThe probability is が高い. Filling スクッテルダイトPrRu4P12ではnuclear スピンとfelectronic がカップルしたmultiple items のspecifiedされているが, This study is very interesting and interesting because of the possibility of quantum phase shift in the nuclear and electron composite system. From now on, I will send you my understanding of the original core, I will send you my understanding at the same time, and I will send you my understanding at the same time. f electron orbit 揺らぎが加わることでどのようなquantum stateがappearanceするのかといった新たな研究につなげたい.

项目成果

Multiband electronic transport in α-Yb1－x Sr x AlB4 [x = 0, 0.19(3)] single crystals

α-Yb1−x Sr x AlB4 [x = 0, 0.19(3)] 单晶中的多带电子传输

• DOI: 10.1088/0953-8984/28/42/425602
• 发表时间: 2016
• 期刊: J. Phys. Condens. Matter
• 作者: H. Ryu;M. Abeykoon;E. Bozin;Y. Matsumoto;S. Nakatsuji and C. Petrovic
• 通讯作者: S. Nakatsuji and C. Petrovic

PrT2Al20 (T = Ti, V)における多極子秩序と重い電子超伝導

PrT2Al20 (T = Ti, V) 中的多极级和重电子超导

• 发表时间: 2016
• 作者: Yosuke Matsumoto;A. Magata;Y. Shimura;T. Tomita; Robert Kuchler，Manuel Brando，S. Nakatsuji;松本洋介
• 通讯作者: 松本洋介

Field Induced Quantum Criticality without Magnetism in alpha-YbAlB4

α-YbAlB4 中无磁性的场诱导量子临界

• 发表时间: 2016
• 作者: Yosuke Matsumoto;A. Magata;Y. Shimura;T. Tomita; Robert Kuchler，Manuel Brando，S. Nakatsuji
• 通讯作者: Robert Kuchler，Manuel Brando，S. Nakatsuji

Dimensional Reduction in Quantum Dipolar Antiferromagnets

量子偶极反铁磁体的降维

• DOI: 10.1103/physrevlett.116.197202
• 发表时间: 2016
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: P. Babkevich;M. Jeong;Y. Matsumoto;I. Kovacevic;A. Finco;R. Toft-Petersen;C. Ritter;M. Mansson;S. Nakatsuji;and H.M. Ronnow
• 通讯作者: and H.M. Ronnow