非クラマース縮退を持つプラセオジム化合物における多極子揺らぎと超伝導対形成の相関

非克莱默简并镨化合物中多极涨落与超导对形成的相关性

• 批准号: 13J01690
• 负责人: 松本 圭介
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Ehime University (2015)Hiroshima University (2013-2014)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01690/
• 关键词: 四極子秩序; 超伝導; プラセオジム化合物; 多極子秩序; 希土類化合物

4f2配位系の立方晶PrT2Zn20 (T=Ru, Rh, Ir)に着目し、超伝導や非フェルミ液体(NFL)状態におけるPr3+イオンの電気四極子の役割について調べた。この系のPr3+の結晶場基底状態は，四極子と八極子の自由度を有する非磁性二重項である。これまでに，T=Irの系において，反強四極子(AFQ)秩序温度TQ=0.11 K以下で超伝導転移（Tc=0.05K）を示すことを見出し，超伝導対形成に四極子揺らぎが関与している可能性を指摘した。一方，非磁性のLaIr2Zn20はTc=0.6 KのBCS超伝導体である。本年度は以下の実験を行った。(1)昨年度までに作製したPr1-xLaxIr2Zn20 (0<x<1)を用いて，電気抵抗率、交流磁化率、比熱を測定した。TQはx<0.09で消失することを明らかにした。一方，Tcはx<0.5で殆ど上昇せず，x>0.5で大きく上昇する。La置換に対するTcとTQのx依存性から，両者の相関は弱いことが示唆される。これらの研究成果をまとめてJournal of the Physical Society of Japanに投稿し，2015年5月に出版された。さらに，これまでにRT2Zn20 (R=La, Pr, T=Ru, Rh, Os, Ir)の系で見出した超伝導や四極子秩序、構造相転移に関する成果と今後の展望について，2015年9月の日本物理学会秋季大会で招待講演を行った。(2)T>TQの比較的広い温度範囲で電気抵抗率と比熱はNFL的挙動を示し，AFQ秩序が消失する磁場5テスラ近傍でフェルミ液体(FL)状態が現れる。このNFLからNLへのクロスオーバーの原因は明らかではないが，四極子自由度と伝導電子の混成効果に起因していると考えられる。これらの特異な物性についての知見を得るために，Znアイソトープで作製した試料を用いたNMRが不可欠である。これまでに，NMRに必要な0.5グラム以上の単結晶を作製するための試料育成条件を確立した。

The cubic PrT2Zn20 (T=Ru, Rh, Ir) of 4f2 coordination system has been found to be active, superconductive and non-liquid (NFL) state. The crystal field base state of Pr3+ in this system is different, and the degrees of freedom of quadrupole and octupole have nonmagnetic double terms. In this case, T=Ir and system temperature, anti-strong quadrupole (AFQ) order temperature TQ=0.11 K or less, superconductivity shift (Tc=0.05K) is shown, and the possibility of superconductivity pair formation is discussed. A square, non-magnetic LaIr2Zn20 Tc=0.6 K BCS superconducting conductor. This year, the following measures were taken. (1)In the past year, Pr1-xLaxIr 2Zn 20 (0<x<1) was used to determine the electrical resistivity, AC susceptibility and specific heat. TQ x<0.09 is missing. One side, Tc x<0.5, x>0.5. La substitution Tc and TQ x dependence, the correlation between them is weak. This research was published in the Journal of the Physical Society of Japan in May 2015. In this paper, we present the results of superconductivity, quadrupole order and structural phase shift in the RT2Zn20 (R=La, Pr, T=Ru, Rh, Os, Ir) system, and give a guest lecture at the autumn meeting of the Physical Society of Japan in September 2015. (2)T The temperature range of the TQ comparison, the electrical resistivity, and the specific heat of the NFL indicate that the AFQ order disappears, the magnetic field 5 degrees approaches, and the liquid (FL) state is present. The reason for this change is that the quadrupole degree of freedom and the hybrid effect of conduction electrons are caused by the change in the light. The special properties of Zn and Zn were studied by NMR. For this reason, NMR is necessary to establish the growth conditions for the preparation of single crystals above 0.5%.

项目成果

Ferromagnetic transition in a caged compound NdOs2Zn20

笼状化合物 NdOs2Zn20 中的铁磁转变

• DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.064
• 发表时间: 2015
• 期刊: Phys. Procedia
• 作者: K. Wakiya;K. T. Matsumoto;T. Onimaru;K. Umeo;T. Takabatake
• 通讯作者: T. Takabatake

Low-energy optical phonon modes in the caged compound LaRu2Zn20

笼状化合物 LaRu2Zn20 中的低能光学声子模式

• DOI: 10.1103/physrevb.93.064105
• 发表时间: 2015
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: K. Wakiya;T. Onimaru;S. Tsutsui;T. Hasegawa;K. T. Matsumoto;N. Nagasawa;A. Q. R. Baron;N. Ogita;M. Udagawa;T. Takabatake
• 通讯作者: T. Takabatake

La Substitution Effect on Superconducting Transition and Doublet Ground State in PrIr2Zn20

La取代对PrIr2Zn20超导跃迁和双重态基态的影响

• DOI: 10.7566/jpscp.3.011039
• 发表时间: 2014
• 期刊: JPS Conference Proceedings
• 作者: K. T. Matsumoto;T. Onimaru;Y. Obayashi;N. Nagasawa;K. Wakiya;K. Umeo;R. Tamura;K. Nishimoto and T. Takabatake.
• 通讯作者: K. Nishimoto and T. Takabatake.

マクロ測定による強磁性体YbInNi4の結晶場基底状態に関する研究

铁磁材料YbInNi4晶体场基态的宏观测量研究

• 发表时间: 2016
• 作者: 松本圭介;荘涛;藤岡昌治;平岡耕一
• 通讯作者: 平岡耕一

カゴ状化合物Pr1-xLaxIr2Zn20の超伝導と四極子秩序

笼状化合物 Pr1-xLaxIr2Zn20 的超导性和四极有序性

• 发表时间: 2015
• 作者: K. Yamazaki;T. Nakamura. N. Niitsu;M. Kanno;K. Ueda. and H. Kono;松本圭介，鬼丸孝博，脇舎和平，梅尾和則，高畠敏郎
• 通讯作者: 松本圭介，鬼丸孝博，脇舎和平，梅尾和則，高畠敏郎