価数と軌道に由来した非磁性量子相転移と臨界現象

非磁性量子相变以及价态和轨道衍生的临界现象

基本信息

批准号：
15J08663
负责人：
志村恭通
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

私は今年度、0.6 Kで軌道秩序を示すPrV2Al20の磁歪/熱膨張測定および米国国立高磁場研究所にて磁気抵抗およびホール効果の測定を行った。磁歪/熱膨張計は前年度に希釈冷凍機に取り付けて、最低温度 100 mK まで測定ができるようにした。磁歪/熱膨張測定の結果、0.6 Kの相転移を観測し、その変化量が非常に小さいことから、電子軌道が互い違いに整列する"反強"的な軌道秩序であることを見出した。そして軌道秩序が壊れる臨界磁場に向かって、熱膨張係数が発散的に増大し、臨界磁場で符号が変わることを観測した。この結果を熱力学的に考えると、臨界磁場に向かってエントロピーが増大することに対応する。これは我々のグループで主張している、磁場誘起の軌道秩序の量子臨界揺らぎの存在をサポートする結果である。また我々は、まだ未解明だった[110]方向に磁場を印加した場合の磁気相図に関して、最大 31 T までの磁気抵抗測定を行った。そして15 T-24 Tの領域に新たな軌道秩序相を見出し、24 T より高磁場で軌道秩序が閉じることを明らかにした。さらに我々は軌道秩序相の数値シミュレーションを行い、実際に24 T付近で軌道秩序相が閉じることを再現した。これにより、前年度以前の結果と合わせて、PrV2Al20の軌道秩序の異方的な磁気相図の全容を明らかにした。最後にPrV2Al20のホール効果測定を行い、キャリア数が通常金属に近い値を示すことを明らかにした。これは通常金属とは大きく異なる電気抵抗率の温度依存性の起源が、半金属的なバンドからくるものではなく、我々が考えている四極子による近藤効果である可能性を支持する。

今年，我测量了PRV2AL20的磁截图/热膨胀，在0.6 K处表现出轨道顺序，以及美国国家高磁场研究所的磁倍率和霍尔效应测量值。上一年将磁刻度/热膨胀量规安装在稀释的冰箱中，使测量值的最低温度最低为100 mk。由于磁截图/热膨胀测量值，观察到了0.6 K的相变，并且由于变化的量很小，因此发现电子轨道顺序是“反施加”，其中电子轨道以交错方式对准电子轨道。据观察，热膨胀系数朝向轨道顺序损坏的临界场分歧增加，并且符号随临界场而变化。考虑到这一结果在热力学上，它对应于距离临界场的熵增加。这是支持磁场诱导的轨道顺序存在量子临界波动的结果，我们在我们的组中所说。当在[110]方向上应用磁场时，我们还为磁相图进行了高达31 t的磁化测量，但尚未解释。 They then found a new orbital order phase in the region of 15 T-24 T, revealing that the orbital order closes at a magnetic field higher than 24 T. Furthermore, we performed numerical simulations of orbital order phases and reproduced the fact that orbital order phases are actually closed around 24 T. This reveals the full anisotropic magnetic phase diagram of the orbital order of PrV2Al20, combined with results from previous years.最后，进行了PRV2AL20的HALL效应测量，以揭示载体的数量接近正常金属的数量。这支持了与普通金属截然不同的电阻率的温度依赖性并非来自半金属带的可能性，而是我们认为是四极效应的近托效应。