会場 D
領域 4, 5, 6, 8

D-1

Mn ドープ単層チタニアナノシートと Fe 薄膜の磁気的相互作用
熊大院自然 A , 広大放射光 B , JST-CRESTC
文 , 谷口雅樹 , 谷口貴章
B

B

A,C

, 松本泰道グラフェンをはじめとする二次元ナノシート

A,C

斉藤夏海A , 沢田正博 B , 生天目博

, 原正大 A,Cの向きを変えて XMCD 測定を行った。

の研究が盛んに行われる中、多くの酸化物ナ

下図は、Mn、Fe について L2,3 内殻の XMCD

ノシートについても注目されている。遷移金

グラフと作製試料の概念図である。Fe の蒸着膜

ノシートを複数層積層することで、室温におらプラスに変化した。Mn の磁化は、Fe 膜がな

属元素 (Fe, Co, Mn) をドープしたチタニアナ

厚に応じて、Mn の L3 端の符号がマイナスか

いて強磁性を示すことが報告されている。本

いとき、外部磁場と平行にそろい、Fe 膜がある

研究では、Mn ドープした単層のチタニアナ

とき、Fe と Mn の相互作用により反平行にそノシート上に Fe 薄膜を蒸着した試料を作製ろうことがわかる。

し、その界面における磁気的相互作用を調べた。試料は Langmuir-Blodgett(LB) 法を用いて Ti0.73 Mn0.2 O2 ナノシートを基板上に集積し、Fe を数 ML 蒸着した。X 線磁気円二色性(XMCD) 測定によってナノシート中の Mn の磁化状態を調べた。XMCD とは、円偏光させた放射光を試料に入射した際、右偏光と左偏光のFe

Si Substrate

吸収強度の差のことをいう。ここでは、試料に対して面直に放射光を入射し、外部磁場 (1.1T)

36

Nanosheet

D-2

単層チタニアナノシートを用いた紫外光検出素子
熊大院自然 A , JST-CRESTB 松崎浩二A , 谷口貴章 A,B , 松本泰道 A,B , 原正大 A,B

2 次元ナノシートの研究はグラフェンの発見以降、活発に行われている。グラフェンは、
バンドギャップが存在しないため、トランジス
タやフォトダイオード等のデバイスに応用す

るうえで問題がある。そこで、近年では 1〜2eV 程度のバンドギャップを持つ遷移金属ダ
イカルコゲナイドの研究が盛んに行われている。今回の研究では、さらに広いバンドギャッ
プを持ち、紫外光領域のみで光応答性を示すᅗ 㸸┿✵୰࡟࠾ࡅࡿග㟁ὶࡢࢫ࢖ࢵࢳࣥࢢ

チタニアナノシートに注目した。電子線リソ

グラフィを用いて、1 枚のチタニアナノシート
上に 2 端子電極 (ギャップ間隔 3 μ m) を作製した。波長 254nm の紫外光を照射し、真空中及び窒素・酸素中における光応答性を測定した。図 1 のように紫外光の ON/OFF に対して比較的速い光電流のスイッチングを観測しᅗ 㸸┿✵ᗘ࡟ᑐࡍࡿග㟁ὶࡢኚ໬た。さらに、図 2 のように窒素・酸素を導入することにより、酸素のみならず不活性ガスの窒素でも光電流が低下していることが分かった。

D-3

ハチの巣格子の強束縛モデルの磁化振動
熊本大教育 A , 兵庫県立大物質理学 B

グラフェンの結晶構造はハチの巣格子をして岸木敬太A , 長谷川泰正 B

B サイトに対するオンサイトポテンシャル∗

おり, フェルミ準位では π 軌道と π 軌道によ（"A , "B ）を考慮したハチの巣格子の強束縛ゼロギャップ半導体と呼ばれている.

Fermi 面が存在する金属に磁場 (H) を与えると, 1/H の関数に関して Fermi 面の面積に比例"A = −"B = 0.3 での磁場中のエネルギー
固 有 値 で あ る ．強 束 縛 モ デ ル で は 格 子 の 周
期性により Harper 拡がりが起こり Landau(dHvA) 振動] が観測される.Fermi 面が存在しと呼ばれる自己相似的なバンド構造が得らる 2 つのバンドが点（Dirac 点）で接していて,モデルを使用する. 図は ta = tb = tc = 1,した周期的な磁化の振動 [de Haas-van Alphen

準位の縮退が解け, Hofstadter バタフライ図

ないグラフェンでは, dHvA 振動は出現しない

れ る. そ れ ら の 固 有 値 か ら 磁 化 を 計 算 す る .

が, 本研究では, グラフェンやバンドギャップがもつグラフェンにおいて, dHvA 振動のような

3.0

1/H に周期的な磁化の振動が存在すること示
す. dHvA 振動では,Landau 準位と化学ポテンi1.5

シャルが 1/H に関して周期的に交差し、それ0.0

化の周期的な振動を生む。半導体ではそのよう-1.5

研究で示された磁化振動は, 格子の周期性によ-3.0が全エネルギーの振動部分に極大値を与え、磁な交差はないので dHvA 振動は生まれない。本0.0

り Harper 拡がりした Landau 準位に起因する.
最近接重なり積分 (ta , tb , tc ) と A サイトと

37

0.2

0.4

h 0.6

0.8

1.0

D-4

巨大ひずみ加工処理されたアルミニウム材における非接触電気伝導測定
九工大院工 A , 千葉工大工 B , 東工大総理工 C , 京大院工 D 吉田武史A , 針尾健介 A ,鶴田一樹 A , 美藤正樹 A , 寺田大将 B , 宮嶋陽司 C , 辻伸泰 DARB (Accumulative Roll Bonding) 加工は、板材に対して接合圧延を繰り返す巨大ひずみ加7cycle_ARB
8cycle_ARB
9cycle_ARB
10cycle_ARB工の一種である。アルミニウム材に ARB 加工が増す。その際、大角粒界の増加によって電気伝導率が減少することが報告されている。

我々は、交流磁場中での導体の磁気応答がその電気伝導性を反映することを利用し、交流磁化率測定を微粒子や微細組織試料の電気伝導率を評価するため利用しようとしている。図 1 に ARB 加工アルミニウム材 (7V / mass (arb. units)

V / mass (arb. units)

を施すことで、超微細組織が形成され機会強度

0

100

200

300

Temperature (K)〜10 サイクル材) の電気伝導率の温度依存性を示す。広い温度域でサイクル数の増加に伴

0う、電気伝導率の減少が観測されており、当日は組織観察の結果と関連付けて考察を行う。

D-5

40

Temperature (K)80ᅗ1. T = 300 K 䛷つ᱁໬䛧䛯㟁Ẽఏᑟ⋡䛾 ᗘ౫Ꮡᛶ䠄5 K௜㏆䛷ᣑ኱䠅

超伝導細線における異常磁気抵抗
九大理 A , 情通機構 B , 九大工 C

篠崎文重A , 牧瀬圭正 B , 江碕翔平 C , 寺井弘高 B ,ットなど応用上も重要で、盛んに研究が進めら

超伝導細線は単一光子検出器や超伝導量子ビ

4.6K, 6.0K の R(H) である。2,3 次元超伝導体に見られる単調な磁場 · 温度依存性とは大きくント長以下になると、Thermal もしくは Quan-

見られる。T=6.0K の振舞いは顕著で磁場増加

富成征弘 B , 田中秀吉 Bれている。しかし、細線幅 W が超伝導コヒーレ

異なり、”dR/dH < 0”の負性磁気抵抗領域がtum な揺らぎによって超伝導オーダーパラメに伴い、温度で破壊された超伝導性がある磁場

ターの位相に slip が生じ、長距離秩序は失われ範囲では復活し、R(H) ≈ 0 を示す。他グルーる。その結果、”零抵抗”という超伝導の特性は損

プの結果も交え、詳しく実験結果を紹介する。

なわれる。我々は sputter 法で作製した NbN,

NbTiN 薄膜を微細加工した 1 次元 (1D) 超伝
導体の輸送特性 R(T,H) を、Quantum Phase

150
2.0 K
4.6 K
6.0 K

Slip(QPS) の立場から調べている。
前回、さまざまな W, 細線長 L の超伝導細線:の R(T,0) を解析し、NbN, NbTiN 系でも Tc 以
下の広い温度領域のなだらかな R(T) は QPS に

Rȍ

100

50

支配されていること、又、R ≈ 10kΩ で超伝導―絶縁体転移を起こしていることを報告した。

今回、磁気抵抗 R(H) を詳しく測定した。

典 型 的 な 実 験 例 を 図 に 示 す。試 料 特 性 は

W=20nm,L=500nm,Tco=8.0K で 、T=2.0K,

38

0

-5

0
H(T)

5

400

D-6

乱れおよび磁場による MoN 薄膜の超伝導―絶縁体転移と超伝導ゆらぎ
熊本大学大学院自然科学研究科 A , 情報通信研究機構 未来 ICT 研究所 B , 九州大学C

前田 翔A , 常岡 拓哉 A , 鬼岩 京平 A , 野上 達也 A , 市川 聡夫 A , 牧瀬 圭正 B ,篠崎 文重 C

2 次元超伝導‐絶縁体 (SI) 転移は乱れや磁場の影響によって、超伝導薄膜の超伝導オーダ
パラメータの揺らぎが増強されることによってらぎのモデルで提唱されている量子抵抗 6.45相によるものなのか、現在でも活発に議論がパラメータと SI 転移の関連についても調べた。

kΩ より小さく、2 kΩ 程度であった。さらに、伝導度の温度依存性や磁場依存性を揺らぎと局観測される。この揺らぎが振幅によるものか位

在理論で解析することによって、得られた物性なされている。我々は窒化モリブデン (MoN)に着目し、膜厚や組成を変化させ SI 転移の研究を行っている。右図は約 3〜14nm の範囲で膜厚を変化させたときの超伝導転移温度 Tcの面抵抗 Rsq 依存性である。十分厚い膜の転移温度を Tc0 (=6.6K)、電子の弾性散乱時間をτ (=1.18 × 10−16 sec) として求めた振幅揺らぎの理論の曲線を実線で表す。これは実験結果と良い一致を示しており、臨界面抵抗値は位相揺D-7液体急冷した Cu-15Ni-8Sn 合金のスピノ−ダル分解長崎大学工学部 A , 長崎大学工学部院生 B , 長崎大学工学部学生 C
綾華 C , 近藤慎一郎 A , 森村隆夫 A , 中島弘道 A

米本透B , 小野

1. 諸言
Cu-15 wt%Ni-8 wt%Sn 合金は、ばね、ベアリング、電気用コネクターなどに使用されている工業用材料でありスピノ−ダル分解を生じることが知られている。しかしながら、液体急冷した組成におけるスピノーダル分解過程についてはほとんど調べられていない。そこで本研究では液体急冷を行った場合のスピノーダル分解過程について、試料を作製し考察を行う。

2. 実験方法Cu, Ni, Sn を Ar ガス雰囲気下において高周波誘導加熱することにより、Cu-15 wt%Ni-8 wt%Sn合金試料を作製した。次にその合金インゴットをスピンキャスト装置を用いて液体急冷を行い、

melt-spun 試料を得ることが出来た。また液体急冷試料との比較のため、インゴットを 840 ℃において 1 時間の溶体化処理を行い水中で焼入れを行った。この試料を quench 試料とする。これらの試料を真空封入し、350 ℃において 20, 40, 60, 120 min の時効処理を行い、得られた試料について、XRD 及び TEM 観察を行った。

3. 実験結果及び考察

350 ℃ 60 min 時効処理した quench 試料および melt-spun 試料の (200) 面の X 線精密測定の結果より quench 試料では明確なサイドバンドが見られたが、melt-spun 試料の場合、明確なサイドバンドは見いだされない。これから、melt-spun 試料は quench 試料に比べ、スピノーダル分解が生じていないか、若しくは極め緩やかに進行していると考えられる。そこでそれを確認するため

TEM 観察を行った。

39

D-8

光パルスを用いた六方晶 YMnO3 磁化のベクトル制御
九大院理 A , 東大生研 B , ドイツ FAUC , スイス ETHZD
樋口卓也 , Manfred Fiebig , 志村努
CD

佐藤琢哉A , 飯田隆吾 B ,B

3 回対称性を持つ六方晶 YMnO3 は、3 つの直交する独立な磁化振動モード (X, Y, Z モード) を持つ。ここに偏光ストークスパラメータ S1 , S2 , S3 のフェムト秒光パルスを照射すると、逆コットン・
ムートン効果、逆ファラデー効果の作用により、それぞれ X, Y, Z モードの磁化振動モードが誘起された。これは光の 3 つの偏光自由度すべてを独立に磁化振動モードという形で転写できたことを意味している。時間遅延を与えたプローブ光を用いて、コットン・ムートン効果とファラデー効果に
よって、この 3 つの磁化振動モードを独立に読み出した。また、偏光がねじれたダブル光パルスを用いて、約 1 THz で回転運動する磁化振動モードを単結晶系で初めて引き起こした。この結果は、振動モードのそれぞれに重ね合わせの原理が成り立ち、ポアンカレ球上の任意の点で示される偏光を持つ光パルスの偏光情報を、磁性体に書き込み、またそれを別の光パルスで読み出せることを意味している [1]。[1] T. Satoh et al., Nature Photonics, in press. DOI: 10.1038/NPHOTON.2014.273

D-9固体電解質における非アレニウス型イオン伝導と結合性
熊本大学大学院自然科学研究科 A , 福井工業高等専門学校 B 岡田陽平A , SaharaA ,池田昌弘 B , 安仁屋勝 A

多くの固体電解質は、アレニウス型のイオン伝導度を示す。しかし、一部の物質ではこれとは異なり、高温で非アレニウス型の振舞いを示す。また、非アレニウス型の温度依存性は、過冷却液体の粘性や緩和時間でも見られる。過冷却液体の粘性や緩和時間の温度依存性に対しては、構造単位間の連結の観点から結合力・配位数揺らぎ (BSCNF) モデルが提案されている [1]。

そこで本研究では、BSCNF モデルを参考に、固体電解質の非アレニウス型イオン伝導度に対するモデルを提案する。このモデルによると、非アレニウス型の温度依存性は可動イオン周りの結合力の揺らぎに起因する。この結果を、超イオン導電体の結合揺らぎモデル [2] の観点から考察することにより、高いイオン伝導度を示す固体電解質は非アレニウス型の振舞いをすることを示す [3]。

References[1] M. Aniya: J. Therm. Anal. Calorim. 69 (2002) 971.
[2] M. Aniya: Solid State Ionics 50 (1992) 125.
[3] Y. Okada, Sahara, M. Ikeda, M. Aniya: Proc.14th Asian Conf. Solid State Ionics, 130(ACSSI Organizers, Singapore, 2014).

40

D-10

相変化材料とイオン導電体
熊本大学院自然科学 A

原田湧気A , 安仁屋勝 A

近年, 光学記録媒体に使用される相変化材料の研究が盛んに行われている. これらの材料では, ア

モルファス⇔結晶の相変化に伴う, 光学反射率や透過率などの変化を利用して記録を行う. 代表的な相変化材料は, Ge-Sb-Te (GST) の３元系化合物や Sb-Te ２元系に Ag,Au,In などを添加した多元系化合物である. これらはイオン導電性を示す Ag2 S-As2 S3 系や Ag-Ge-Se 系と同類の構成元素を含む. 一方, Ge2 Sb2 Te5 に対して提案された相変化のメカニズムの 1 つに Umbrella-flip-flop モ
デルがある [1]. このモデルと超イオン伝導の起源に関する結合揺らぎモデルには考え方に類似性がある [2]. 以上の背景を基に, 超イオン導電体と相変化材料の関係を明らかにすべく研究を始めた.

相変化材料に共通する特性として共鳴結合性の重要性が指摘され, 物質の結合性の観点から相変化材料を分別する方法が提案された [3]. 今回, 我々は同手法をイオン導電体に適用し, 相変化材料との関係を調べた. その結果, GeSe3 は GST 系と近い結合性を有することを確認した. GeSe3 をベースにした Agx (GeSe3 )1−x ガラスは, Ag 濃度の増加に伴い, x = 0.3 近傍で大きなイオン伝導度を示し始める [4]. 当日は, 結晶化学的側面から相変化材料と超イオン導電体の関係について比較検討した結果を報告する.

[1] A. V. Kolobov et al.: Nature Mater. 3 (2004) 703.
[2] M. Aniya: Solid State Ionics 50 (1992) 125.
[3] D. Lencer et al.: Nature Mater. 7 (2008) 972.
[4] M. Kawasaki et al.: Solid State Ionics 123 (1999) 259.

D-11

イオン導電体のグリューナイゼン・パラメータ
熊本大学大学院自然科学研究科 A

平野詠大A , 安仁屋勝 A

物質の非調和性を表す量の一つにグリューナイゼン・パラメータがある．この量の温度依存性は一般に小さいと考えられている．しかし，最近の研究で，グリューナイゼン・パラメータと類似の情報を含むアンダーソン−グリューナイゼン・パラメータが超イオン導電体で大きな温度依存性を持つことが示された [1]．この振る舞いはイオン導電体の性質を理解する上で非常に示唆的である．
しかしながら，イオン導電体におけるこれらの量に関する研究事例は少なく，イオン伝導度との関係も明らかにされていない．そこで本研究では，イオン導電体のグリューナイゼン・パラメータの温度依存性を，Leont ev [2] や Sanditov [3] らが示した方法に従って求めた．当日はその結果に加え、イオン伝導度との関係について報告する．

References[1] S. Sadakuni and M. Aniya: Physica B 410 (2013) 81.
[2] K. L. Leont ev: Sov. Phys. Acoust. 27 (1981) 309.
[3] D. S. Sanditov, A. A. Mashanov and M. D. Darmaev: Tech. Phys. 54 (2009) 1398.

41

D-12

キャリアドープされたパイロクロア型イリジウム酸化物 Nd2Ir2O7の電子物性
九州工大院工 A , 北大院理 B , 東大物性研 C

前田賢A , 後藤岳 A , 坂本健 A , 分島

亮 B , 日夏幸雄 B , 三宅厚志 C , 徳永将史 C , 松平和之 A

パイロクロア型イリジウム酸化物 Ln 2 Ir2 O7 (Ln:希土類) は Ir の 5d 電子が電気伝導性を担い，重希土類側へと Ln 3+ のイオン半径が小さくなるにつれて室温での電気伝導性は金属，半金属，そして半導体へと変化する [1,2]。最近，我々は Ln 2 Ir2 O7 (Ln = Nd - Ho) が温度誘起の金属絶縁体(MI) 転移を示す事を明らかにした [1-2]。この MI 転移は Ir の”all-in all-out”型の反強磁性秩序による 2 次相転移であり [3]、MI 転移温度 TMI は希土類の磁性に依らず Ln 3+ のイオン半径が小さくなるにつれて単調に上昇する [2]。

今回，我々は Nd2 Ir2 O7（TMI = 33 K）の Ca 置換によるキャリアドープ効果（ホールドーピン

グ）について報告する。なお，パイロクロア型イリジウム酸化物における Ca ドーピングは Y2 Ir2 O7において報告があり，磁気転移の抑制と金属化が報告されている [4]。本研究から Nd2 Ir2 O7 の Ca

ドープにより MI 転移が抑制されることが判った。講演当日は，電気抵抗、熱電能、磁化の測定結果について報告する。

[1] K. Matsuhira, et. al.: J. Phys. Soc. Jpn.76 (2007) 043706.
[2] K. Matsuhira, et. al.: J. Phys. Soc. Jpn.80 (2011) 094701.
[3] K. Tomiyasu, et. al.: J. Phys. Soc. Jpn.83 (2012) 034709.
[4] H. Fukazawa and Y. Maeno: J. Phys. Soc. Jpn.71 (2002) 2578.
[5] 前田 他, 日本物理学会 2014 年秋季大会 10aBH-5.

D-13

金属絶縁体転移を示すパイロクロア型イリジウム酸化物 Eu2Ir2O7におけるキャリアドープ効果
九州工大院工 A , 北大院理 B , 東大物性研 C

後藤岳A , 前田賢 A , 坂本健 A , 分島

亮 , 日夏幸雄 , 三宅厚志 , 徳永将史 , 松平和之 A
B

B

C

C

正四面体が頂点共有した 3 次元ネットワーク構造を有するパイロクロア型イリジウム酸化物
Eu2 Ir2 O7 は室温で半金属的な電気伝導性を示し、TMI = 120 K で金属絶縁体転移 (MIT) をする[1,2]。電気伝導性は Ir の 5d 電子が形成する t2g バンドが担っている。また、電気伝導性および TMI
は希土類イオン Ln 3+ のイオン半径に依存しており、イオン半径の増大に伴い電気伝導性は金属的に、TMI は低下することが知られている [1,2]。

我々は Eu2 Ir2 O7 において、Eu サイトの元素置換によるキャリアドーピングでの新規物性の創出を目的として研究を行っている。これまでに Cu1+ 置換によるキャリアドーピングに成功しており、MIT の抑制および電気伝導性が半金属から金属的へ変化する事等を明らかにしてきた [3]。今回の講演では Eu3+ を価数およびイオン半径の異なる Ca2+ で置換した (Eu, Ca)2 Ir2 O7 の電気抵
抗および熱電能測定の結果を報告する。

[1]K.Matuhira, M.Wakeshima, R.Nakanishi, T.Yamada, A.Nakamura, W.Kawano, S.Takagi, andY.Hinatsu, J.Phys.soc.Jpn, 76, 043706(2007)[2]K.Matuhira, M.Wakeshima, Y.Hinatsu, and S.Takagi, J.Phys.Soc.Jpn, 80, 094701(2011)[3]G.Goto, K.Matsuhira, Y.Mizutori, Y.Koga, M.Tokunaga, M.Wakeshima, Y.Hinatsu, SCES2013,
8P-100, Tokyo, August, 2013.

42

D-14

パイロクロア型ルテニウム酸化物 Eu2Ru2O7 におけるキャリアドー
プ効果
九州工大院工 A , 北大院理 B , 東大物性研 C

坂本健A , 吉津法隆 A , 前田賢 A , 後藤

岳 A , 分島亮 B , 日夏幸雄 B , 三宅厚志 C , 徳永将史 C , 松平和之 A

パイロクロア型ルテニウム酸化物 Ln 2 Ru2 O7 (Ln:Pr-Lu) は, 室温で半導体的な電気伝導性を示す事が知られている [1]。結晶構造は Ln および Ru サイトがそれぞれ正四面体を頂点共有した 3 次

元ネットワーク (パイロクロア格子) を形成している。Ru の価数は+4 であり, (4d)4 の電子配置をとる。Ln 2 Ru2 O7 の磁性は Ru の 4d 電子による反強磁性転移を示し，その反強磁性転移温度 TN

は，Ln 3+ のイオン半径が小さくなるにつれ単調に低下し，Ln= Pr での 165K から Ln = Lu では

80K となる [2,3]。
我々は反強磁性半導体 Ln 2 Ru2 O7 において, Ln を Cu で置換するキャリアドーピングによって新奇な物性の創出を目的に研究を進めている。これまでの研究から Pr2 Ru2 O7 へのキャリアドーピン

グにより，TN が低下し電気伝導性の半金属への変化がみられた．また，反強磁性転移に伴う半金属
から絶縁体への相転移を示す事を明らかにしてきた [4]。今回は Ln 3+ が非磁性である Eu2 Ru2 O7(TN = 120 K) においてキャリアドーピングを行ったので，磁化，電気抵抗，熱電能の測定結果を報告する。
[1] M. A. Subramanian, et al.: Prog. Solid State Chem. 15, 55 (1983).
[2] N. Taira, et al.: J. Soild State Chem. 152, 441 (2000).
[3] M. Ito, et al.: J. Phys. Chem. Solids 62, 337 (2001).
[4] 坂本 他. 第 119 回日本物理学会九州支部 D-3; 日本物理学会 2014 年秋季大会.10aBH-6.

D-15

キャリアドープされたパイロクロア型イリジウム酸化物の比熱
九州工大院工 A , 北大院理 B
日夏幸雄 B

松平和之A , 後藤岳 A , 前田賢 A , 坂本健 A , 分島亮 B ,我々はパイロクロア型イリジウム酸化物 Ln 2 Ir2 O7 (Ln:希土類) が，Ln = Nd - Ho において温度誘起の金属絶縁体 (MI) 転移を示す事を明らかにしてきた [1-3]。Ln 2 Ir2 O7 は強く幾何学的にフラストレートした格子上における強いスピン軌道相互作用による新しい強相関 5d 電子系であり，新奇な輸送特性の創出が期待されている。本講演ではキャリアドープした系の比熱について報告を行なう。

Eu2 Ir2 O7 は TMI = 120 K で MI 転移を示す。Eu3+ を Ca2+ で置換する事によるキャリアドー
プ（ホールドープ）を行なった。Ca 置換により，電気伝導性は半金属から金属的となり，Ca8%置
換で MI 転移は消失した。その比熱測定から電子比熱係数 γ は 47.4mJ/K2 mole と見積もられ，比較的大きな γ が実現していることが判った。当日は TMI = 33 K で MI 転移を示す Nd2 Ir2 O7 の Ca
置換系の比熱についても報告する。

[1] K. Matsuhira, M. Wakeshima, R. Nakanishi, T. Yamada, A. Nakamura, W. Kawano, S. Takagi, and Y. Hinatsu: J. Phys. Soc. Jpn. 76 (2007) 043706.
[2] K. Matsuhira, M. Wakeshima, Y. Hinatsu, and S. Takagi: J. Phys. Soc. Jpn. 80 (2011)
094701.
[3] K. Tomiyasu, K. Matsuhira, K. Iwasa, M. Watahiki, S. Takagi, M. Wakeshima, Y. Hinatsu,
M. Yokoyama, K. Ohoyama, and K, Yamada: Phys. Soc. Jpn. 81 (2012) 034709.

43

Bi2223 の超伝導転移における動的構造変調効果
九工大工 A

堀部純平A , 鶴田一樹 A , 美藤正樹 A

銅酸化物超伝導体に、静水圧力を印加すると伝導転移温度が低下するという結果が得られた。

超伝導転移温度が変化する。ここでの圧力に対する歪みは、歪み量が時間変化しない静的歪み

off
non modulationfAM= 5 kHz0である。これに対し我々は、歪み量が時間変化

AC susceptibility (emu)

する動的歪みを用いた超伝導転移温度の操作を目指している。これまでは圧電素子固有の共鳴
周波数 (1 MHz) の音波のみを扱ってきたが、これが物性操作において最も効果的な周波数であるとは限らない。

そこで今回、圧電素子に印加する交流電圧をAM 変調し、Bi2 Sr2 Ca2 Cu3 Ox (Bi2223) の市販

fAM = 50 kHz

-6

-4 10

0

AC susceptibility (emu)

D-16

-6

-8 10

-5

-1.2 10されている線材に対して効果的な周波数を追跡

-5

-2 10

-5

-3 10

-5

-4 10

-5

-5 10 -5
-6 10

-5

70

した。圧電素子に加える 1 MHz、20 Vpp の電80-5-1.6 10

圧を変調周波数 f AM = 500 kHz までの範囲で

AM 変調したときの、交流磁化率を測定した。
図 1 に、各変調周波数での交流磁化率の温度依

108

109

90 100 110
Temperature (K)110111Temperature (K)YBCO 超伝導セラミクスのグレイン間グラスおよび超伝導転移の磁場依存
九工大工 A , 京都工繊大基盤科学 B , 徳島大総合科学 C
悠太 , 出口博之 , 美藤正樹 , 萩原亮 , 小山晋之
A

A

A

B

KO ChunhsunA , 佐々木C

銅酸化物超伝導体のサブミクロンサイズのグ

は，Tc2 および Tc3 は，58.6 K 付近でほぼ同じ配列したジョセフソン結合ネットワーク系とみは，高温側へ，Tc3 は低温側にシフトしていき，

レインの焼結体は，0 結合とπ結合がランダムに温度であったが，磁場を印加するにつれて Tc2

なすことができる．我々は YBa2Cu4O8 セラミ

両者の相が分離する様子が，明らかになった．

クス試料について磁気測定および電気抵抗率の精密測定を行い，グレイン間のカイラルグラス
転移について調べている. 今回は YBa2Cu4O83伝導転移の磁場依存性を測定した．グレイン内

2

H[G]

セラミクスのグラス転移およびグレイン間超超伝導転移温度 Tc1=81 K は直流磁化測定の温度依存より求めた．カイラルグラス転移温度

Tc2 は非線形磁化率のピーク温度より決定し，グレイン間超伝導転移温度 Tc3 は直流電気抵抗が消滅する温度より決定した．図に Tc2 および Tc3 の磁場依存性を示す．ゼロ磁場において

44

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Tc3

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T[K]

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Bi2223䛾஺ὶ☢໬⋡䛾 ᗘ౫Ꮡᛶ存性を示す。fAM = 5 kHz において、最も超

D-17

-1 10

60

D-18

モット絶縁体 Ca2RuO4 の熱測定
久留米工大工 A , 広島大院先端物質 B , 名古屋大理 C

毎熊将嗣A , 江藤徹二郎 A ,野田常雄 , 中村美紗 , 田丸昇 , 鈴木孝至 , 岡崎竜二 C , 寺崎一郎 C , 中村文
A

A

B

B

彦 A,B

4d 電子系のモット絶縁体 Ca2 RuO4 は基底状態に反強磁性をもつ絶縁体であるが、温度、圧力、元素置換によって絶縁体から金属 (M-I) へ転移し、低温下で遍歴強磁性や超伝導といった多彩な量子現象を示す。電場誘起 M-I 転移のしきい電場はバンド理論からの予測値の 1/20 程度と非常に小さく、物理面での興味だけでなく省エネデバイス等への応用も期待される [1]。この性質は 4d 電子系の軌道秩序等の電子自由度に関連していると考えられるが、詳細は明らかになっていない。

研究の目的は、M-I 転移温度近傍で熱測定を行い、低電場誘起 M-I 転移を含めた現象の理解を深めることにある。緩和法による比熱測定ではモット転移 (357 K) による比熱の増大がみられた

が、緩和法で 1 次転移を伴う比熱を定量的に測定できないため、今回、示差走査熱量計 (DSC) を用いた比熱測定を実施した。

DSC では、

1. モット転移による急峻ピーク
2. 200-350 K のブロードピークを観測した。両ピークによる比熱の増加はエントロピー換算で 9.6 J/K · mol であるが、これは 1次相転移の Clausius – Crapeyron の式からの予測値より約 1.5 倍も大きい。2. の比熱増加は広い

温度域であることからも、1 次相転移とは無関係のエントロピーの増大が現れていると結論する。

[1] F. Nakamura et al., Sci. Rep. 3, 2536 (2013).

D-19

角度分解光電子分光でみる層状ミスフィット物質 [Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 のフェルミ面
佐大院工系 A , 佐大シンクロ B , 熊大院自然 C
木一 , 市川聡夫
A

高倉将一A , 山本勇 B , 東純平 B , 真C[Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 は、三角格子構造の CoO2の減少と共にフェルミエネルギーにおける電子

方向に積層した結晶構造をもつ。両者は a 軸方

向には等しい格子定数を持つが、b 軸方向には20 K における角度分解光電子分光測定の結果である。半導体的振る舞いを示す温度領域である呼ばれている。ミスフィットの度合いは両者のド分散の温度変化を含めた詳細は当日報告する。

層とロックソルト構造の [Bi2 Sr2 O4 ] 層とが c 軸の状態密度が失われている事が分かる。図 2 は非整合な関係にあり、層状ミスフィット構造とにも関わらず、フェルミ面が観測された。バンb 軸長の比 q =bCo /bRS で表され、q の値は0.52 程度である。
[Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 では高温の金属的な電気抵抗率 (d ρ/dT ＞ 0) が、100 K を境に低温ではȳ䢢䢪䱛

半導体的 (d ρ/dT ＜ 0) に変わる。また低温では、負の磁気抵抗効果や擬ギャップ的なスペクトルも報告されており、その異常な電子状態には興味が持たれている。

そこで我々は、[Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 の電子状態の温度変化に関する直接的情報を得るために光ᅗග㟁Ꮚ䝇䝨䜽䝖䝹䛾 ᗘ౫Ꮡᛶ電子分光測定を行った。図 1 はΓ点近傍における光電子スペクトルの温度依存性である。温度

45

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D-20

層状ミスフィット物質 [Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 のゼーベック係数
佐賀大理工 A , 佐大院工系 B

大石雅人A , 高倉将一 B , 真木一 B

物質の両端にΔ T の温度差を与えると、Δ Vことが示唆される。

の起電力が得られる。Δ V/Δ T で定義される

当 日 は 、作 製 し た 装 置 の 詳 細 に 加 え 、測ゼーベック係数 S は、物質の電子状態を探る手

定 結 果 を 局 在 電 子 系 の ゼ ー ベック 係 数 の掛かりになる。

理 論 式 に 基 づ い て 解 析 し た 結 果 や 、Ba 体

我々はゼーベック係数の測定装置を作製し、等の測定結果について詳細を報告する。

層状ミスフィット物質 [Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 の測定を行っている。[Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 では CoO2 層

150

S (ȣV/K)が電気伝導を担うが、Sr サイトを同じく２価の価数を持つ Ca や Ba で置換すると電気的性質

100が大きく変わることが知られている。

図にゼーベック係数の測定結果を示す。Sr 体

では、電気抵抗率が高温で金属的な温度変化を50

示すが、測定されたゼーベック係数の温度依存0性は、金属で予想されるものとは異なり、ほぼ

77 100

一定で、非常に高い値を示している。このことから [Bi2 Sr2 O4 ]q CoO2 は通常の金属ではない

D-21

200
T (K)

300

PrAg2In 純良単結晶における極低温比熱・非線形磁化率測定 II
九大院工 A , 物材機構 B , 新潟大院自然 C

佐藤由昌A , 古谷圭一 A , 諸冨大樹 A , 鈴

木博之 B , 大塚一輝 C , 根本祐一 C , 河江達也 A

非磁性 Γ3 二重項基底物質である PrAg2 In は，T = 50 mK まで磁気秩序・四極子秩序が見られず[1]，基底二重項をどのように解消するかに興味が持たれている．これまでの研究では比熱，磁化率の非フェルミ液体的振る舞いが報告されており [1, 2]，四極子近藤効果による重い電子状態の出現の可能性が議論されている．しかし，PrAg2 In の結晶構造はホイスラー構造のため，それらの振る舞いが本質かどうかの判断が難しい．また他の Γ3 二重項基底物質である PrPb3 では ∼2%の La希釈で四極子転移が消えることが報告されており [3]，Γ3 二重項基底系において試料の純良度は重要な点となる．

そこで，これまでよりも純良な単結晶試料を用いて磁場中比熱測定を行い，前回の発表で，ゼロ磁場において Ts∗ = 0.33 K に比較的鋭いピークが現れたことを報告した．一方で，同じインゴッ
トから切り出した試料を用いた弾性定数測定では，Te∗ ∼ 0.2 K で (C11 − C12 )/2 及び C44 のソフ
ト化が止まることが新潟大根本グループより報告されている [4]．

異常が観測される温度が比熱と弾性定数で異なることを受け，今回，新潟大試料の比熱測定を行った．比熱には T = 0.33 K でピークが現れ，前回の結果とほぼ同じ結果を示した．また，合わ
せて T ≥0.1 K において磁化測定を行ったが，比熱・弾性定数それぞれで異常の見られる温度 Ts∗ ,Te∗ での異常は観測されなかった．

当日は，これらの結果を詳細に報告する．

[1] A. Yatskar et al., Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3637. [2] H. Tanida et al., J. Phys. Soc. Jpn. 75 (2006) 074721.
[3] T. Kawae et al., Phys. Rev. B. 65 (2002) 012409. [4] 根本祐一, 2013 年度日本物理学会秋季大会, 25aEC-4

46

D-22

精密磁化測定用プラスチック冷凍機の試作
九大工 A , 九大院工 B

田中直生A , 佐藤由昌 B , 蓮尾斎彦 B , 河江達也 B

Quantum Design 社 SQUID 磁束計は最低温

発表では装置の特性を報告する。

度 T = 2 K まで高感度かつ簡便に磁気特性が測定できることで知られている。我々は、T ≤To vacuum

2K で高感度磁化測定を行うために、Quantum
Design 社 SQUID 磁束計用 3 He インサートを製作し、感度を保ったまま最低温度を T ∼ 0.4K

To 4He pump

Stainless steel capillary

Sample rodに下げることに成功した。しかし、高感度を維持するために採用した測定時に試料のみが駆動する機構のために、最低温度付近で測定に伴うCu joint

熱が発生している。

そこで我々は、この問題を解決するために、試料部を非磁性であるプラスチックで作成し、インサート全体が駆動する機構に変更すること

RuOx Thermometer

Vacuum jacket

4

He potOD 6.0 mm
Straw + Stycast1266

OD 8.0 mm
Straw + Stycast1266

を考えている。これに向けて、今回は図 1 に示すような試料部をプラスチックで作成したイン

サートを試作した。

47

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