Material development and physical property study of new locally non-centrosymmetric uranium compounds

新型局部非中心对称铀化合物材料开发及物性研究

• 批准号: 20K03827
• 负责人: 李 徳新
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03827/
• 关键词: ウラン化合物; ジグザグ構造; 磁気異方性; 電気抵抗; 磁化率; 比熱; 空間反転対称性; 強磁性ゆらぎ; スピン軌道相互作用; パリティ混成

本研究では、「235」系化合物R2T3X5（R=ウランおよび希土類金属、T=遷移金属、X=Si、Ge、Sn、In、Ga）の新物質の探索および新奇物性の発見に目指して研究を行い、既に複数のR2T3X5系化合物の結晶育成を試みた。特に、ジグザグ構造を有する新物質U2Ir3Si5の単結晶、U2Rh3Ge5および数種類の希土類「235」系化合物の多結晶の育成に成功し、興味深い物理現象が観測された。最近、別の「235」系新規化合物U2Rh3Sn5の多結晶育成にも成功し、その基礎物性の測定が完成した。U2Rh3Sn5は、U2T3Sn5系物質群でこれまでに見つかった唯一の化合物である。Ｘ線回折分析結果、U2Rh3Sn5はY2Rh3Sn5型の斜方晶構造を持つ。磁場中冷却およびゼロ磁場中冷却磁化率の測定により、19.7 K付近で強磁性のような磁気転移が見られた。高温側の磁化率の解析結果は小さい有効磁気モーメントと比較的大きな負のキュリーワイス温度を示す。5 Kで測定した磁化曲線は、約4 kOe未満の磁場領域で急速に上昇し、その後5 Tまで直線的に増加する。約5 kOe以下で明確なヒステリシス挙動を現れた。さらに、比熱測定によると、磁気相転移前後の磁気エントロピーの変化は非常に小さく、二重縮退基底状態が存在する可能性がある。U2Rh3Sn5は、遍歴的な5f電子または近藤効果および面内反強磁性相互作用を持つキャント強磁性体である可能性が高いと推測できる。一方、本研究では、U2Co3Si5型斜方晶構造を持つ軽希土類「235」系新規物質R2Ru3Ge5(R=La、Ce, Pr)を発見し、多結晶の育成に成功した。低温磁性の測定により、Ce2Ru3Ge5とPr2Ru3Ge5は、それぞれ6 Kと14 K付近で強磁性転移を伴う複雑な磁化挙動を示すことが明らかになった。

在这项研究中，我们的目标是寻找新物质并发现“235”化合物R2T3X5（R = 铀和稀土金属，T = 过渡金属，X = Si、Ge、Sn、In、Ga）的新物理性质。我们已经尝试生长几种 R2T3X5 化合物的晶体。特别是，我们成功生长了具有锯齿状结构的新物质U2Ir3Si5单晶、U2Rh3Ge5多晶以及几种稀土“235”化合物，并观察到了有趣的物理现象。近期，我们成功生长出另一种新型“235”化合物U2Rh3Sn5的多晶，并完成了其基本物理性质的测量。 U2Rh3Sn5 是迄今为止在 U2T3Sn5 物质家族中发现的唯一化合物。 X射线衍射分析的结果，U2Rh3Sn5具有Y2Rh3Sn5型斜方结构。通过测量在磁场和零磁场中冷却时的磁化率，在 19.7 K 附近观察到类铁磁磁转变。高温侧磁化率分析结果显示有效磁矩较小，负居里-维斯温度较大。在 5 K 下测得的磁化曲线在低于约 4 kOe 的磁场区域中快速上升，然后线性增加至 5 T。低于约 5 kOe 时出现明显的滞后行为。此外，比热测量表明磁相变前后磁熵的变化非常小，表明存在双简并基态。由此推断，U2Rh3Sn5很可能是一种具有5f巡回电子或近藤效应和面内反铁磁相互作用的斜面铁磁材料。另一方面，在本研究中，我们发现了一种具有U2Co3Si5型斜方结构的新型轻稀土“235”基材料R2Ru3Ge5（R=La、Ce、Pr），并成功生长了多晶。低温磁性测量表明，Ce2Ru3Ge5 和 Pr2Ru3Ge5 表现出复杂的磁化行为，铁磁转变分别在 6 K 和 14 K 左右。

项目成果

Martensitic and magnetic transitions in Ni2+xMnGa1－x ferromagnetic shape memory alloys

Ni2+xMnGa1−x 铁磁形状记忆合金中的马氏体和磁转变

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.159480
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 6.2
• 作者: T.Eto; X.Xu; T.Ito; F.Honda; D.X.Li; G.Oomi; F.Nakamura; H.Masumoto; R.Kainuma; T.Kanomata
• 通讯作者: T.Kanomata

UTe2の強磁場リエントラント超伝導相近傍の輸送測定

UTe2 高场折返超导相附近的输运测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 木俣基; 清水悠晴; 仲村愛; 李徳新; 本間佳哉; 杉浦栞理; 本多史憲; 佐々木孝彦; 青木大
• 通讯作者: 青木大

Trapped magnetic polaron glass behavior in non-stoichiometric EuTe single crystal

非化学计量 EuTe 单晶中的俘获磁极化子玻璃行为

• 发表时间: 2022
• 作者: D. X. Li; Y. Shimizu; A. Nakamura; Y. Homma;D. Aoki
• 通讯作者: D. Aoki

新奇スピン三重項超伝導体UTe2の磁場誘起超伝導

新型自旋三重态超导体 UTe2 中的磁场诱导超导性

• 发表时间: 2021
• 作者: 青木大; 木俣基; 佐藤芳樹; 本多史憲; 李徳新; 本間佳哉; 清水悠晴; 仲村愛; William Knafo; M. Valiska; Daniel Braithwaite; Georg Knebel; Jean
• 通讯作者: Jean

Homogeneity of (U, M)O2 (M = Th, Np) prepared by supercritical hydrothermal synthesis

超临界水热合成制备均质(U,M)O2 (M=Th,Np)

• DOI: 10.1016/j.jnucmat.2022.153608
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.1
• 作者: Shirasaki Kenji;Tabata Chihiro;Sunaga Ayaki;Sakai Hironori;Li Dexin;Konaka Mariko;Yamamura Tomoo
• 通讯作者: Yamamura Tomoo