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。

这项研究旨在通过使用物理性能测量技术（高压，高压，高磁场，极高的低温温度）在1-2-20材料中使用物理性能测量技术来阐明由于旋转，轨道和自由度的波动而发生的新型量子和超导相，这些阶段是由于旋转，轨道和价值的自由度的波动而产生的，其含量为1-2-20个材料，这些材料具有含有篮子的结构，具有稀有的稀有地球元素。在表现出四极阶的PRV2AL20中，在高压下表达的超导性的样本依赖性是一个问题，但是通过同时测量同一样品中的电阻和AC磁性敏感性，产生了压力相图并验证了超导电性的强度。结果，发现在低温下抑制了抗肌四极杆序，并且在AC易感性的测量中也没有观察到Dimamagnetic信号，即使在表现出零电阻的压力区域也显示出零电阻区域。有趣的是，在CERHIN5中也有类似的行为，这是一种典型的材料，在抗铁磁量子量子临界点附近表现出重型电子超导性，但是已经发现，在这种材料中，在抗毒素磁性特性完全消失的区域中发生了大量超导性。在PRV2AL20中，从类似的角度认识到高压区域的研究需求。除了今年最初计划的研究主题外，我们还进行了研究，重点是基于YB的化合物的热电特性的压力效应。发现纯YBRH2ZN20的纯良好单晶样品表现出比先前报道的更高的热电优点图，但是进一步研究了电阻和热电功率的压力效应揭示了近关系温度与表征该系统表征的输出因子之间的相关性。此外，将结果与YBCO2ZN20的实验结果进行了比较，YBCO2ZN20在临近温度上有所不同，从而使对广泛参数的系统理解。

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

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

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

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