磁気揺らぎをもつ希土類金属間化合物が示す無秩序型量子相転移の検証

磁涨落稀土金属间化合物表现出的无序量子相变的验证

• 批准号: 22K03529
• 负责人: 志村 恭通
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03529/
• 关键词: 重い電子系; 量子相転移; 極低温; 磁歪; 熱膨張; 高磁場; 希土類; 磁性

量子相転移とは、圧力や元素置換による電子数などをパラメーターとして、温度変化により起こる通常の相転移ではなく、絶対零度で起こる相転移のことをいう。一般的な量子相転移は、磁気秩序相と非磁性相を横切るときにおこるが、磁気秩序を伴わないタイプの量子相転移も提案されている。申請者はこの磁気秩序を伴わない、量子相転移を検出するうえで、磁歪と熱膨張が有効であることを見出してきた。そこでまず初年度は、申請者がドイツのアウグスブルグ大学で習得した静電容量法による磁歪・熱膨張測定法を所属研究室に導入した。静電容量法による測定の利点は、強相関4f電子系に必要な極低温強磁場下でも可能である。具体的には、ドイツのKuechler社に製作を依頼した直径1cm程度の変位計を用いて、それを研究室の希釈冷凍機および3He冷凍機に設置した。測定の対象物質として、本研究対象であるYbCo2Zn20を選定した。YbCo2Zn20は0.3 K以下の磁場依存性おいて、0.6 Tで重い電子状態の変化に伴うメタ磁性に加え、磁場を[111]方向に印加した時にのみ、6Tで磁場誘起の相転移を示す。0.1 Kでの磁歪測定の結果、これら二つの異常を検出し、特に磁場誘起相の相転移は磁化で検出したものよりもはるかに明瞭に検出された。加えて磁場中熱膨張の測定から検出した磁場誘起相転移の飛びの大きさから、一軸圧効果を見積もったところ、他のRT2X20(R:希土類, T:遷移金属, X:Zn,Al,Cd)と比べてはるかに大きな一軸圧効果が期待されることを明らかにした。

量子相变是指在绝对零处发生的相变，而不是由温度变化引起的正常相变（包括压力和由元素替代引起的电子数量）引起的正常相变。当磁序和非磁相交叉时，典型的量子相变发生了，但是也提出了无磁顺序的类型的量子相变。申请人发现，磁结构和热膨胀有效地检测没有这种磁性阶的量子相变。因此，在第一年，申请人使用电容法引入了磁截图和热膨胀方法，该方法在德国奥格斯堡大学获得的申请人获得了他的实验室。在非常冷，强相关的4F电子系统所需的极端强磁场下，使用电容法的测量优势也可以。具体而言，直径约为1厘米的排量表被要求从德国的Kuechler制造，该量表安装在稀释的冰箱中，并在实验室中安装了3HE冰箱。这项研究的主题YBCO2ZN20被选为测量的目标物质。除了在0.6 t时与重型电子状态变化相关的元磁学外，YBCO2ZN20仅在[111]方向应用磁场时才在6 t处表现出磁场诱导的相变。在0.1 K处的磁截面测量值检测到这两个异常，尤其是磁场诱导的相的相变比磁化检测到的相位要清楚得多。此外，根据磁场中磁场诱导的相变的大小估算单轴压力效应，从磁场中的热膨胀检测到的相比，发现与其他RT2X20s相比，预期的单轴压力效应更大（R：R：RARE：RARE：RARE：RARE：RARECHER，T：稀土，T：TRENSITION，T：t：t：t：t：t：t：t：t：t：x：t：trytion metition t：x：z：x：z n，x：x：n，b，cd，cd）。

项目成果

ハニカム格子化合物GdPt6Al3の傾角反強磁性秩序

蜂窝晶格化合物 GdPt6Al3 中的倾斜反铁磁序

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺竜也;渡辺忠孝;Tetsuya Yamamoto;大石遼平，志村恭通，梅尾和則，鬼丸孝博，高畠敏郎
• 通讯作者: 大石遼平，志村恭通，梅尾和則，鬼丸孝博，高畠敏郎

Magnetic refrigeration below 1 K using Yb-based intermetallic compound YbCu4Ni

使用镱基金属间化合物 YbCu4Ni 的 1 K 以下磁制冷

• 发表时间: 2022
• 作者: Kanta Watanabe;Yasuyuki Shimura;Takanori Taniguchi;Kotaro Osato;Rikako Yamamoto;Yuka Kusanose;Kazunori Umeo;Masaki Fujita;Takahiro Onimaru;Toshiro Takabatake
• 通讯作者: Toshiro Takabatake

PPMSに装着可能な自作磁気冷凍セルを用いたCe2(Cu1-xNix)2Inの磁気冷凍

使用可连接到 PPMS 的自制磁性冷冻池对 Ce2(Cu1-xNix)2In 进行磁力冷冻

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡邉 寛大，志村 恭通，梅尾 和則，鬼丸 孝博，高畠 敏郎

Magnetic properties of rare-earth zigzag chain systems RAgSe2 (R = Ho, Er, Tm, and Yb)

稀土锯齿链系统 RAgSe2 的磁性（R = Ho、Er、Tm 和 Yb）

• DOI: 10.1088/1742-6596/2164/1/012025
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: S. Mizutani;Y. Ohmagari;T. Onimaru;Y. Shimura;R. Yamamoto;K. Umeo;T. Takabatake
• 通讯作者: T. Takabatake

Yb三角格子欠損系Yb2Cu2nSn+3 (n = 2.2, 3.6) における乱れに伴う幾何学的フラストレーション効果の緩和

减轻与 Yb 三角晶格缺陷系统 Yb2Cu2nSn+3 (n = 2.2, 3.6) 中的无序相关的几何挫败效应

• 发表时间: 2023
• 作者: 岡島聡志;水谷宗一郎;志村恭通;梅尾和則;鬼丸孝博
• 通讯作者: 鬼丸孝博