無機化合物における量子臨界点近傍の物性および新奇遍歴電子状態の探索

寻找无机化合物中量子临界点附近的物理性质和新颖的巡回电子态

• 批准号: 20J20353
• 负责人: 森山 広大
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20353/
• 关键词: 量子臨界現象; 磁気抵抗効果; 超伝導; 構造相転移

本研究では、比熱や電気抵抗などの物性測定やX線回折測定などからA3Co4Sn13の構造相転移と超伝導との関連を明らかにし、量子臨界点近傍での特異な挙動を見出すこと、およびそれらと線形磁気抵抗効果との関連やそれに付随する特異な現象の解明を目指していた。本年度は磁気抵抗測定に使用する磁場発生装置が故障のため使用できなかったが、DFT計算によりLa3Co4Sn13のディラック的な分散関係を有するバンドが主としてCoの3d軌道に由来していることが明らかとなった。A3Co4Sn13と同じ結晶構造を有するLa3Rh4Sn13が従来型の磁気抵抗を示すことも鑑みると、A3Co4Sn13の線形磁気抵抗がCo3d軌道に由来するディラックバンドに起因したトポロジカル物性であることが示唆される。関連物質として単結晶合成を行っていたSrCo2(Ge1-xPx)2については、組成変化に伴う結晶構造の変化と磁気相の変化が密接に関わっており、隣接CoX(X=Ge, P)層間のX-X化学結合のランダムネスに起因して2つの強磁性量子臨界点が出現していることが見出された。また31P-NMR測定の結果から、幅広いP置換率の領域で強磁性揺らぎが支配的となっており、揺らぎのエネルギーの組成依存性が小さいことが明らかとなった。さらに、量子臨界近傍のCo化合物であるRCo9Si4(R=Y, La)について59Co-NMR測定とそのデータ解析を行い、両物質の基底状態の差異(R=Y:強磁性, R=La:強磁性近傍金属)が磁気揺らぎのエネルギースケールの差に起因していることが示唆された。

在本研究中，我们将通过比热和电阻等物理性质的测量以及X射线衍射测量来阐明A3Co4Sn13的结构相变与超导性之间的关系，并发现在量子临界点附近的独特行为，即以及它们之间的关系，目的是阐明与线性磁阻效应以及与之相关的特殊现象的关系。尽管我们今年由于故障而无法使用用于磁阻测量的磁场发生器，但DFT计算表明La3Co4Sn13中具有类狄拉克色散关系的能带主要来自Co.Ta的3d轨道。考虑到La3Rh4Sn13与A3Co4Sn13具有相同的晶体结构，表现出传统的磁阻，因此表明A3Co4Sn13的线性磁阻是源自Co3d轨道的狄拉克能带产生的拓扑特性。对于作为相关材料以单晶形式合成的SrCo2(Ge1-xPx)2，由于成分变化而引起的晶体结构的变化与磁相的变化密切相关；发现出现了两个铁磁量子临界点；由于 的 X-X 化学键的随机性。此外，31P-NMR测量结果表明，在较宽的P取代比范围内，铁磁波动占主导地位，并且波动能量的组成依赖性很小。此外，我们对接近量子临界点的Co化合物RCo9Si4（R=Y，La）进行了59Co-NMR测量和数据分析，并分析了两种材料基态的差异（R=Y：铁磁性，R=La ：铁磁性）。有人认为，磁涨落能量尺度的差异是造成磁涨落（磁性附近的金属）的原因。

项目成果

層状化合物SrCo2(Ge1-xPx)2における遍歴強磁性Ⅱ

层状化合物 SrCo2(Ge1-xPx)2 中的巡回铁磁性 II

• 发表时间: 2021
• 作者: 森山広大;道岡千城;植田浩明;吉村一良
• 通讯作者: 吉村一良

Ferromagnetic Spin Fluctuation in the Itinerant-Electron Magnetic Compounds <i>R</i>Co₉Si₄ (<i>R</i> = Y, La)

流动电子磁性化合物<i>R</i>Co₉Si₄中的铁磁自旋涨落（<i>R</i> = Y, La）

• DOI: 10.2497/jjspm.69.467
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy
• 作者: MORIYAMA Kodai;MURAKAWA Joichi;KANAGAWA Hibiki;MICHIOKA Chishiro;UEDA Hiroaki;MICHOR Herwig;YOSHIMURA Kazuyoshi
• 通讯作者: YOSHIMURA Kazuyoshi

NMR測定によるSrCo2(Ge1-xPx)2の遍歴電子磁性の研究

NMR测量研究SrCo2(Ge1-xPx)2的巡回电子磁性

• 发表时间: 2022
• 作者: 森山広大;道岡千城;植田浩明; 吉村一良
• 通讯作者: 吉村一良

遍歴電子強磁性体SrCo2(Ge1-xPx)2の単結晶を用いた磁性研究

利用单晶巡回电子铁磁体SrCo2(Ge1-xPx)2进行磁学研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 森山広大;道岡千城;植田浩明; 吉村一良
• 通讯作者: 吉村一良

遍歴電子磁性体SrCo2(Ge1-xPx)2における強磁性量子臨界近傍の物性

巡回电子磁性材料SrCo2(Ge1-xPx)2中接近铁磁量子临界点的物理性质

• 发表时间: 2022
• 作者: 森山広大;道岡千城;植田浩明;吉村一良
• 通讯作者: 吉村一良