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論文

Effects of magnetic field and pressure on the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$

竹内 哲也*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 伊覇 航*; 垣花 将司*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 本多 史憲*; 本間 佳哉*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(7), p.074709_1 - 074709_14, 2018/07

Effects of magnetic field and pressure on the Kondo-like behavior in the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$ were studied using single-crystalline samples. Anomalous features in EuPt$$_2$$Si$$_2$$ are due to valence fluctuation and/or valence change of the Eu ions at low temperatures.

論文

Effect of pressure on magnetism of UIrGe

Pospisil, J.; 郷地 順*; 芳賀 芳範; 本多 史憲*; 上床 美也*; 立岩 尚之; 神戸 振作; 長崎 尚子*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣

Journal of the Physical Society of Japan, 86(4), p.044709_1 - 044709_6, 2017/04

 被引用回数:4

The effect of hydrostatic pressure on the electronic state of the antiferromagnet UIrGe is reported. A series of resistivity measurements up to 15 GPa demonstrated the Neel temperature decreases with increasing pressure and vanishes around 12 GPa. The transition from antiferromagnetic to paramagnetic phase appears to be of first order. A moderate increase in the effective mass was detected in the vicinity of the critical pressure.

論文

Switching of magnetic ground states across the UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge alloy system

Pospisil, J.; 芳賀 芳範; 神戸 振作; 徳永 陽; 立岩 尚之; 青木 大*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; et al.

Physical Review B, 95(15), p.155138_1 - 155138_15, 2017/04

 被引用回数:5

We investigated the evolution of magnetism in UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge system by systematic study on high-quality single crystals. We find a field-induced first order transition in the vicinity of the critical magnetic field along the $$b$$ axis in the entire UIr$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge system, including the ferromagnetic region.

論文

Large reversible magnetocaloric effect in ferromagnetic semiconductor EuS

Li, D. X.*; 山村 朝雄*; 二森 茂樹*; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 芳賀 芳範; 青木 大*

Solid State Communications, 193, p.6 - 10, 2014/09

 被引用回数:9

We present the large reversible magneto caloric effect of the ferromagnetic semiconductor EuS which shows a maximum magnetic entropy change of 37 J/K kg at 10.4 K, an adiabatic temperature change of 10.4 K and a relative cooling power of 782 J/kg at 18.5 K for a magnetic field change of 5 T. The present results indicate that EuS has excellent refrigeration performance at the temperatures near 20 K, and thus can be considered as the potential magnetic refrigerant material for liquefaction of hydrogen.

論文

Self-radiation effects and glassy nature of magnetic transition in AmO$$_2$$ revealed by $$^{17}$$O-NMR

徳永 陽; 西 剛史; 中田 正美; 伊藤 昭憲*; 酒井 宏典; 神戸 振作; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 青木 大*; Walstedt, R. E.*

Physical Review B, 89(21), p.214416_1 - 214416_8, 2014/06

 被引用回数:5

AmO$$_2$$の低温の磁気相転移の起源を$$^{17}$$O NMR法により調べた。この相転移については帯磁率では8.5K付近で明確な異常が観測されるが、中性子やメスバウアー分光測定では磁気双極子の秩序は観測されていない。このためNpO$$_2$$と同じ高次多極子の秩序の可能性も指摘されていた。今回我々は新たに$$^{17}$$O核を置換したAmO$$_2$$試料を準備し、それをできる限り短時間でNMR実験サイトへと運び測定を行った。これにより自己照射効果がほぼ存在しない場合の電子状態を確認することができた。さらに同試料を極低温状態に一ヶ月保管することで、自己損傷効果が急激に進み、それによって短時間で試料内の電子状態に変化していく様子を観測することができた。さらにNMRスペクトルの温度依存性と核磁気緩和時間の測定から、AmO$$_2$$の磁気相転移がスピン-グラス的な特徴を持つことも明らかになった。

論文

Competition between magnetic ordering and random spin freezing in Dy$$_2$$PtS$$_3$$

Li, D.*; 山村 朝雄*; 本間 佳哉*; 湯葢 邦夫*; 四竈 樹男*; 青木 大*; 二森 茂樹*; 芳賀 芳範

Journal of the Korean Physical Society, 62(12), p.2233 - 2238, 2013/06

 被引用回数:2

We report the results for ac and dc susceptibility, magnetization, magnetic relaxation, specific heat and electrical resistivity measurements on a well annealed ternary intermetallic compound Dy$$_2$$PtSi$$_3$$. An unusual magnetic phase transition with an apparent ferromagnetic nature was observed at $$T_{rm C}$$ = 5.6 K. The classification of Dy$$_2$$PtSi$$_3$$ as a large magnetic cluster (extended short-range ferromagnetic ordered) system with competition between magnetic ordering and random spin freezing seems appropriate.

論文

Anisotropic spin fluctuations in the heavy fermion systems; Case studies of CePd$$_5$$Al$$_2$$ and NpPd$$_5$$Al$$_2$$

酒井 宏典; 中堂 博之; 徳永 陽; 神戸 振作; 芳賀 芳範; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*; 本間 佳哉*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB003_1 - SB003_6, 2012/12

 被引用回数:1

Ce$$T$$In$$_5$$ ($$T$$=Co, Rh, Ir)及び$$An$$$$T$$Ga$$_5$$ ($$An$$=U, Np, Pu)という化学式を持つ一連の化合物(115系と称する)、核磁気共鳴(NMR)測定の結果得られるナイトシフトと緩和率の解析から、反強磁性スピン揺らぎのXY型異方性がd波超伝導発現に有利であるとわかってきた。この仮説を確かめるために、115系化合物と類似の結晶構造を有するCePd$$_5$$Al$$_2$$とNpPd$$_5$$Al$$_2$$においてスピン揺らぎの異方性がどうなっているかを検証した。CePd$$_5$$Al$$_2$$は、イジング異方性を持つ反強磁性体であり、スピン揺らぎも同じくイジング型の異方性を示した。d波超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$は、転移温度直上の通常状態においてXY型の反強磁性磁気揺らぎを有していることがわかった。

論文

Single crystal growth and magnetic anisotropy of hexagonal PuGa$$_{3}$$

芳賀 芳範; 本間 佳哉*; 青木 大*; 中島 邦久; 荒井 康夫; 松田 達磨; 池田 修悟*; 酒井 宏典; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB007_1 - SB007_4, 2012/12

We report recent progresses in single crystal preparation as well as physical properties of actinide intermetallic compounds. Flux techniques have successfully been applied for obtain- ing new compounds, including the heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ and related compounds. For plutonium compounds, where the radiation damage due to the $$alpha$$-decay of $$^{239}$$Pu is significant, a synthesis technique using the less-radioactive $$^{242}$$Pu isotope has been developed.

論文

Uniaxial-pressure control of magnetic phase transitions in a frustrated magnet CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (x =0, 0.018)

中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09

We have investigated effects of applied uniaxial pressure ($$p$$) on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (CFGO) with $$x$$ = 0.018. We have performed neutron diffraction, spherical neutron polarimetry, magnetic susceptibility and pyroelectric measurements under $$p$$ up to 100 MPa applied on the [1$$bar1$$0] surfaces of the single crystal samples.

論文

Uniaxial-pressure control of magnetic phase transitions in a frustrated magnet CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ ($$x$$ = 0, 0.018)

中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09

 被引用回数:8

We have investigated effects of applied uniaxial pressure ($$p$$) on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFe$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$O$$_{2}$$ (CFGO) with $$x$$ = 0.018 by spherical neutron polarimetry. In both of CFO and CFGO ($$x$$ = 0.018), the application of $$p$$ significantly increases the transition temperature from the paramagnetic phase to a collinear incommensurate antiferromagnetic phase. This suggests that the application of $$p$$ breaks equilateral symmetry of the triangular lattice and partially relieves geometrical spin frustration, which generally suppresses long-range magnetic orderings. Thus we demonstrated that uniaxial pressure can be an effective tool to control magnetic phase transitions in frustrated magnets.

論文

Solid-state NMR study of actinide dioxides

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 中堂 博之; 逢坂 正彦; 三輪 周平; 西 剛史; 中田 正美; 伊藤 昭憲; 本間 佳哉*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1444, p.149 - 158, 2012/00

二酸化アクチノイドは原子力燃料としての応用がよく知られているが、アクチノイド化合物の基礎的な電子物性を系統的に理解するうえでも非常に重要な化合物群である。特に低温では$$f$$電子特有の強いスピン-軌道相互作用を起源とした多彩な磁気状態が実現することが知られている。われわれはこれまで$$^{17}$$O酸素核のNMR測定を通じて微視的観点から系統的な研究を行ってきた。最近ではアメリシウム化合物では初めてとなるNMR測定をAmO$$_2$$において成功している。本講演ではこれまでの二酸化アクチノイドのNMR研究結果についての総括的に議論する予定である。

論文

Actinide-handling experience for training and education of future expert under J-ACTINET

逢坂 正彦; 小無 健司*; 林 博和; Li, D.*; 本間 佳哉*; 山村 朝雄*; 佐藤 勇; 三輪 周平; 関本 俊*; 窪田 卓見*; et al.

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/12

将来アクチノイド研究・技術に従事することが期待される若手に向けたJ-ACTINET主催のサマースクールが成功裏に開催された。第1回のサマースクールは2009年8月茨城地区で開催され、2010年8月関西地区での開催が続いた。アクチノイド研究の入門コースとして、大学・大学院学生並びに若手研究者・エンジニアを対象として、実際のアクチノイド体験を主眼とした。3$$sim$$4日の短期間のスクールでアクチノイドの体験を行い、アクチノイドへの興味を引き出すために多くの努力が払われた。茨城地区でのサマースクールにおいてはアクチノイド取扱いの模擬体験が、また、関西地区でのサマースクールにおいては実際のアクチノイドを用いた実験が好評を博した。今後J-ACTINETサマースクールを毎年開催していく予定である。

論文

$$^{237}$$Np nuclear relaxation rate in heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$ Al$$_2$$

中堂 博之; 徳永 陽; 神戸 振作; 酒井 宏典; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 大貫 惇睦; 安岡 弘志; 青木 大*; 本間 佳哉*; et al.

Physical Review B, 84(9), p.094402_1 - 094402_5, 2011/09

 被引用回数:2

$$^{27}$$Al nuclear spin-lattice relaxation rate 1/$$^{27}$$$$T$$$$_1$$ has been measured in heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ for a wide range of external fields between 0.7 and 11 T. We found that 1/$$^{27}$$$$T$$$$_1$$ exhibits a strong, field-dependent behavior at low fields below $$H$$ $$sim$$ 3 T, which is attributed to unlike-spin cross relaxation between $$^{237}$$Np and $$^{27}$$Al. An analysis based on the cross relaxation process allows us to make the first quantitative estimates of the Np nuclear relaxation rate 1/$$^{237}$$$$tau$$ in an itinerant 5$$f$$ electron system. The estimated values of 1/$$^{237}$$$$tau$$ $$sim$$ 6 $$times$$ 10$$^7$$ s$$^{-1}$$, with a weak temperature variation, are below the resolution of NMR relaxation times, indicating that a direct observation of the $$^{237}$$Np NMR signal would be very difficult, at least in the paramagnetic state. It is proposed that a direct observation of $$^{237}$$Np NMR might be possible in the superconducting state at $$T$$ $$sim$$ 1K.

論文

NMR study on AmO$$_{2}$$; Comparison with UO$$_{2}$$ and NpO$$_{2}$$

徳永 陽; 西 剛史; 神戸 振作; 中田 正美; 本間 佳哉*; 酒井 宏典; 中堂 博之

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.A), p.SA110_1 - SA110_3, 2011/07

 被引用回数:2

二酸化アメリシウムにおける低温相転移の存在は1975年に帯磁率測定から初めて報告されたが、その後それを裏付ける実験結果は報告されていなかった。本研究でわれわれは二酸化アメリシウムにおいて世界初となるNMR実験を行い、相転移の存在を微視的観点から初めて明らかにした。これにより相転移が不純物相などではなく二酸化アメリシウムそのものに由来する本質的な性質であることが確認された。発表では二酸化ウラニウム及び二酸化ネプツニウムにおけるNMR実験の結果との比較を行い、二酸化アメリシウムの低温電子状態について議論を行う。

論文

Crystal structure and physical properties of trigonal NpGa$$_3$$ and Np$$_{3}$$Ga$$_{11}$$

芳賀 芳範; 青木 大*; 本間 佳哉*; 松田 達磨; 池田 修悟*; 酒井 宏典; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 塩川 佳伸*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.A), p.SA109_1 - SA109_3, 2011/07

We report reinvestigation the Np-Ga binary system. We successfully obtained NpGa$$_3$$ single crystals. Detailed investigation of the crystal structure using the single-crystal X-ray diffraction has shown that the flux-grown NpGa$$_3$$ crystallizes not in cubic but in the trigonal R$$overline{3}$$m structure. It orders ferromagnetically at 70 K with the saturation moment of 1.5 $$mu_{rm B}$$/Np. It is interesting to note that the cubic NpGa$$_3$$ orders antimagnetically at similar temperature 62 and become ferromagnetic under magnetic field with the similar saturation moment 1.6 $$mu_{rm B}$$/Np. These characteristics are understood from the structural point of view.

論文

La substitution effect and hyperfine-enhanced $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics in PrPb$$_3$$; $$^{139}$$La NMR study in Pr$$_{0.97}$$La$$_{0.03}$$Pb$$_3$$

徳永 陽; 酒井 宏典; 中堂 博之; 神戸 振作; 安岡 弘志; 鈴木 博之*; Walstedt, R. E.*; 本間 佳哉*; 青木 大*; 塩川 佳伸*

Physical Review B, 82(10), p.104401_1 - 104401_6, 2010/09

 被引用回数:4

PrPb$$_3$$における長周期構造を持った四極子秩序の発見は、これまでなかった伝導電子を介した長距離型の四極子間相互作用の存在を示唆しており極めて重要である。この四極子秩序はPrサイトへのわずかなLa置換により消失することが知られている。そこでわれわれはLaを3%ドープしたPrPb$$_3$$において$$^{139}$$La NMR測定を行い、La置換がPrPb$$_3$$に与える局所的な影響を微視的に探った。その結果、Laを置換しても最隣接のPrサイトの結晶場は大きく乱されておらず、非磁性の基底状態は保存されていることが確認された。さらにスピン-格子緩和時間の測定から、低温での予期されない磁気揺らぎの発達を観測した。解析の結果、この揺らぎの発達はPr増強核スピンとLa核との強い結合に起因することを明らかにした。

論文

Magnetism and superconductivity in the new family of actinide compounds; AnPd$$_{5}$$Al$$_{2}$$

芳賀 芳範; 本間 佳哉*; 青木 大*; 池田 修悟*; 松田 達磨; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 中島 健次; 荒井 康夫; et al.

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 9, p.012046_1 - 012046_7, 2010/05

It is now well recognized that 5f electrons in actinide show a variety of intriguing physical properties such as heavy fermions, various magnetic and multipolar orderings and exotic superconductivity. Particularly, superconductivity in transuranium compounds are characterized by rather higher transition temperature compared to uranium- or rare-earth-based superconductor, as well as the existence of localized-like 5f paramagnetic moments following Curie-Weiss law. Among them, NpPd$$_{5}$$Al$$_{2}$$ is the first neptunium-based heavy fermion superconductor. Detailed investigations of the magnetic and thermal properties around the upper critical field have been performed. It is shown that the large anisotropic paramagnetic moment as well as electronic specific heat existing in the normal state vanish in the superconducting state, indicating a spin-singlet pairing.

論文

Neutron scattering study on U-dichalcogenides

目時 直人; 金子 耕士; 池田 修悟*; 酒井 宏典; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 9, p.012088_1 - 012088_8, 2010/05

ウランカルコゲナイドUS$$_{2}$$は高温で半金属的、100K以下で非磁性-絶縁体的である。UTeS, USeSでは高温の振る舞いは同じだが低温で磁気秩序を示し電気抵抗は減少する。5f電子の局在-遍歴性との関連性を明らかにするため中性子散乱実験を行った。実験の結果、低温で明瞭な結晶場励起を観察した。励起エネルギー(7meV)は伝導ギャップとほとんど同じで、電気抵抗の振る舞いが変化する温度スケールと等しい。さらに100K以上でpf混成による準弾性散乱が観察された。つまり5f電子の遍歴-局在性の変化によって金属-非金属クロスオーバーが生じていると考えられる。

論文

NMR evidence for the 8.5 K phase transition in americium dioxide

徳永 陽; 西 剛史; 神戸 振作; 中田 正美; 伊藤 昭憲; 本間 佳哉*; 酒井 宏典; 中堂 博之

Journal of the Physical Society of Japan, 79(5), p.053705_1 - 053705_4, 2010/05

 被引用回数:11

アメリシウム酸化物AmO$$_2$$における8.5Kでの相転移の存在は1975年に帯磁率測定から初めて報告された。一方、同時期に行われた中性子散乱,メスバウアー分光測定では双極子秩序を示す結果は得られていなかった。この状況は一時期のNpO$$_2$$によく似ているが、結晶場基底が$$Gamma_7$$二重項と思われていたため、多極子秩序の可能性は考えられてこなかった。しかし最近、理論的に$$f^5$$電子系の特性として$$Gamma_8$$基底も取りうることが示され、多極子秩序の可能性が議論されるようになった。本研究でわれわれはAmO$$_2$$においても世界初となるNMRによる微視的研究を行い、8.5K以下で信号強度の急激な減少とそれに続くスペクトル線幅の急激な増大とを観測した。この結果はこれまで帯磁率以外では確認されていなかった相転移の存在を微視的観点から初めて明らかにしたものである。これにより相転移が不純物相などではなくAmO$$_2$$そのものに由来することが確認された。また今回の実験ではAmの$$alpha$$崩壊に伴う自己照射損傷が、その電子状態に強い影響を与えていることもわかった。

論文

Anisotropic spin fluctuations in heavy-fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$

中堂 博之; 酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 青木 大*; 本間 佳哉*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 大貫 惇睦; 安岡 弘志

Journal of the Physical Society of Japan, 79(5), p.053704_1 - 053704_4, 2010/05

 被引用回数:10

重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$のナイトシフトと核スピン格子緩和時間1/$$T$$$$_1$$を測定したので報告する。1/$$T$$$$_1$$$$H$$$$parallel$$$$a$$$$H$$$$parallel$$$$c$$において温度依存性が異なり、かつ大きな異方性を示す。$$c$$軸磁場方向において1/$$T$$$$_1$$は温度のベキ乗($$sim$$T$$^{0.38}$$)に従う一方で、$$a$$軸磁場方向では上部臨界磁場より大きな磁場下において温度に比例する振る舞いを示す。1/$$T$$$$_1$$の解析から、20K以下で反強磁性的スピン揺らぎが$$XY$$型の異方性を示すことがわかった。

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