ルテニウム2次元酸化物に圧力・磁場で誘起される新奇な量子状態

压力和磁场在二维氧化钌中诱导的新型量子态

基本信息

批准号：
18043020
负责人：
中村文彦
金额：
$ 4.22万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,スーパークリーンな系であるRu214酸化物において,磁場・圧力で内部自由度を制御したとき現れる新奇量子凝縮相・現象を探索する.また,その状態の特異性を明らかにし,それらの発現機構の理解を進めることにある.今年度得られた具体的成果を以下に示す.(1)圧力誘起モット転移系Ca_2RuO_4の遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属と異方的強磁性(a)Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧でモット転移し,遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属となる.この様な2次元電子系での遍歴強磁性は他に例をみない.また,この強磁性の遍歴性は,典型的遍歴強磁性体MnSiと同程度である.(b)Ca_2RuO_4の強磁性はきわめて異方的である.磁化,磁気抵抗の測定から、異方性磁場を約10Tと見積もった.これはd電子系遍歴強磁性としては最大の磁気異方性である.このことは,通常,d電子系では軌道の効果は無視できるが,この系ではそれが重要であることを意味する.(c)この強磁性のT-cは,さらなる加圧で6GPa付近で最大約25Kとなった後,減少に転じ,9GPa付近で突然消失,量子相転移の存在を示唆する.今後,エキゾチックな超伝導の発見が期待される.(2)超音波を用いたSr_2RuO_4のスピントリプレット超伝導状態の研究Sr_2Ru0_4の超伝導はトリプレット状態にあると考えられているが,これを決定づける実験として,超音波による弾性定数の温度・磁場変化を測定した.その結果,磁化の温度・磁場相図に現れる磁場誘起超伝導相は確認できなかった.しかし,臨界点付近で弾性定数の温度・磁場依存性を詳しく調べ,M.Sighstの理論と比較した.その結果,トリプレット超伝導特有の現象である横波弾性率(C_<l1>-C_<l2>)/2とC_<33>の飛びを観測,Sr_2RuO_4の超伝導がトリプレット状態にあることを確認した.

这项研究的目的是探索当内部自由度由磁场和超级清洁系统RU214氧化物中的磁场和压力控制时出现的新型量子凝结相和现象。我们还旨在阐明这些状态的特异性并提高对其表达机制的理解。今年获得的具体结果如下：（1）压力诱导的莫特过渡系统Ca_2ruo_4作为基态和各向异性铁磁性（A）Ca_2ruo_4的二维金属和各向异性的铁磁性施加压力。莫特（Mott）过渡并成为二维金属，以其自身的铁磁为基态。这是二维电子系统中铁磁性的起源。此外，这种铁磁性的起源类似于Ferromagnet MNSI的典型起源。（b）CA_2RUO_4的铁磁性极为各向异性。从磁化和磁化率的测量中，我们估计各向异性磁场约为10T。这是D-电子系统的最大磁各向异性，该系统通常在D-电子系统中被忽略。这意味着在D电子系统中通常可以忽略轨道的作用。但是，这意味着这在该系统中很重要。（c）在进一步的压力下，该铁磁T-C在最多约25k接近6GPA附近，突然在9GPA左右消失，这表明未来存在量子相变的存在。 SR_2RU0_4的超导性被认为处于三重态状态，但是确定这一点的实验是我们测量了由于超声波引起的弹性常数的温度和磁场变化。结果，我们无法确认磁场引起的超导相，该磁场出现在磁化的温度和磁场相图中。但是，我们研究了临界点附近的弹性常数的温度和磁场依赖性，并将其与M.Sighst的理论进行了比较。结果，我们观察到横波弹性模量（C_ <l1> -C_ <l2>）/2和C_ <33>的飞行，这是三胞胎超导性独特的现象，并证实了SR_2RUO_4的超导性。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

圧力下Ca_2RuO_4の異方的強磁性と磁気抵抗

压力下Ca_2RuO_4的各向异性铁磁性和磁阻

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
K.Berggold;F.Nakamura;et al.;中村文彦;竹本哲雄;中村文彦
通讯作者：
中村文彦

Development of a piston-cylinder pressure cell using nonmagnetic and high-yield strength alloys for a SOUID magnetmeter

使用非磁性高屈服强度合金开发用于 SOUID 磁力计的活塞缸压力传感器

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
J. Phys. Soc. Jpn. (Suppl. A) 76
影响因子：
0
作者：
T.Yamashita;N Kawakami;M.Yamashita;N. Kawakami;Fumihiko Nakamura;K.UMEO;R. Nakai
通讯作者：
R. Nakai

Pressure-induced Mott transition and related novel quantum phenomena in Ca_2RuO_4

Ca_2RuO_4 中压力诱导的莫特跃迁及相关新量子现象

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
J. Phys. Soc. Jpn. 76
影响因子：
0
作者：
R. NAKAI;et. al.;F. Nakamura
通讯作者：
F. Nakamura

Developments on Susceptibility and Magnetization Measurements under High Hydrostatic Pressure

高静水压下磁化率和磁化强度测量的进展

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
J. Phys. Soc. Jpn. 76
影响因子：
0
作者：
P. L. ALIREZA;et. al.
通讯作者：
et. al.

Ca_2RuO_4の温度・圧力・磁場相図

Ca_2RuO_4的温度/压力/磁场相图

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
K.Berggold;F.Nakamura;et al.;中村文彦
通讯作者：
中村文彦

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K.Berggold;F.Nakamura;et al.;中村文彦;竹本哲雄;中村文彦;T. Sakai;T. Sakai;T. Sakai;K. Okamoto;T. Tonegawa;T. Tonegawa;M. Sato;M.Sato;T.Sakai;T.Sakai;T.Tonegawa;K.Okamoto;H.Kikuchi;J.Kishine;T.Sakai;T.Tonegawa;Y.Otsuka;N.Maeshima;T.Sakai;T.Sakai;M.Matsumoto;Y.Oshima;T. Sakai;T. Sakai;坂井徹;T. Sakai;T. Sakai;T. Sakai;T. Sakai;T. Sakai;D. Takahashi and K. Kono;D. Takahashi and K. Kono
通讯作者：
D. Takahashi and K. Kono