物性セミナー/2024-1-10

2023年冬学期第６回物性セミナー

題目スピン軌道結合金属Cd2Re2O7における多極子秩序変数の対称性の研究

日時 2024年 1月 10日【水】午後4時50分-6時15分前後（注）いつもと違う曜日

場所 16号館 827およびオンライン

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Reの5d電子が伝導体を形成するパイロクロア酸化物Cd2Re2O7は、スピン軌道相互作用が比較的強く、スピン軌道結合金属と呼ばれる。室温では立方晶であるが、温度を下げると200Ｋと120Ｋでそれぞれ2次、１次の構造相転移を引き起こし、正方晶へと対称性が低下する[1]。それら相転移温度では、非常に小さな構造変化であるにも関わらず大きな電子状態の変化が観測されるため、スピン軌道相互作用によるフェルミ面構造の不安定性が相転移の起源と考えられている[2]。本セミナーでは、小さな単結晶１つで測定が可能なマイクロキャンティレバーを用いた磁気トルク信号の異方性を、ランダウ理論に基づき解析することで、秩序変数の対称性やその多極子秩序が決められることを示す。Cd2Re2O7は金属常磁性状態であるので、この測定ではパウリ常磁性の異方性を観測していることになる。このようなランダウ理論に基づく測定・解析手法は前例がなく、磁気トルク測定が電子状態の対称性の低下を伴う相転移研究に非常に強力であることを紹介したい[3-5]。

[1] L. Fu, Phys. Rev. Lett. 115, 026401(2015)

[2] Z. Hiroi, et al., J. Phys. Soc. Jpn. 87, 024702 (2018).

[3] Y. Matsubayashi, et. al., Phys. Rev. B 101, 205133(2020).

[4] S. Uji, et. al., Phys. Rev. B 102, 155131 (2020).

[5] S. Uji, et. al., J. Phys. Soc. Jpn. 90, 064714 (2021).