2012年度開催


第455回 物性セミナー

題目 ディラック・ポイントに対するgeneralized von Neumann-Wigner理論
講師 堀田 知佐 (京都産業大学理学部)
日時 2012年11月6日(火)16:20-
場所 先端物質科学研究科 401N
要旨 Dirac point(DP)は, グラフェンのみならず, 近年, 鉄ヒ素系や 擬2次元有機結晶α-ET2I3で圧力下において見いだされている。 この有機結晶のDPが、グラフェンのそれと大きく異なる点は、バルクな結晶中の4バンド系において実現されることにある。もともと2バンド系のDirac pointの出現条件は解析的に求められ、その背後にあるカイラル対称性に関しても多くの議論が行われてきた。しかしHerringのいにしえの理論があったものの, より具体的にマルチバンド(3バンド以上)系で、どのようにDPの有無を判定し、その探索を可能にするか、
については明確な一般論はこれまで得られていなかった。
本研究では、この問題に対する答えを、多体相互作用のないごく一般的な格子モデルで展開、von Neumann-Wigner理論を一般化し, 一般のマルチバンド電子系にDPが出る条件を見出した。その結果、たとえば2次元系においては、general k-pointでDPが出るためには、系に対して拘束条件が1つ必要であること(例えば反転対称性、鏡映対称性など)が明らかになった。異方的なカゴメ格子や、サイトを1つ加えたハニカム格子などの具体例を通して、実際にどのような操作でDPの有無が判定できるかを詳細に議論したい。
担当 井村健一郎(先端物質科学研究科)

第454回 物性セミナー

題目 極性な電荷秩序を持つ物質: RFe2O4の磁性,誘電性,半導体特性について
講師 池田 直(岡山大学 大学院自然科学研究科 教授)
日時 2012年11月8日(木) 16:20-
場所 理学部 C212
要旨 三角格子層状複電荷鉄酸化物,RFe2O4の物性について紹介する。この物質は層状三角格子物質である。鉄イオン間は反強磁性相互作用によりスピンフラストレーションを持つ。また同数のFe2+とFe3+を持つことから,電荷としてもフラストレーションを示すと考えうる。この物質は室温でFe3+とFe2+の秩序化(電荷秩序化)が発生している。その電荷秩序は電気分極を持つと考えられ,その起源は,電荷フラストレーションで説明される。この分極は,電子の極性な分布による誘電性とも考えられ興味深い。鉄イオンのスピンと電荷の秩序化が同時におこることから,新種のマルチフェロイック物質とも考えられている。
この物質は複電荷酸化鉄であるため化学量論比を精密に制御した結晶の合成が容易ではない。最近の進展により高品位な単結晶が合成できるようになったが,これを用いた半導体特性の解析,それを援用した誘電性や,磁場中誘電率の観測結果などを報告する。また放射光を用いた回折実験より,競合する秩序の存在や,低対称相議論などが可能になってきた。これら最近の進捗を報告する。

RFe2O4のレビュー論文として
[1] 池田直: 日本物理学会誌 64, (2009) 535.
[2] N. Ikeda: J. Phys.: Condens. Matter 20, (2008) 434218.

 

担当 黒岩 芳弘 (理学研究科)

 

第453回 物性セミナー

題目 Ultrasound experiments in high magnetic fields
講師 Dr. Sergei  Zherlitsyn (Dresden High Magnetic Field Laboratory)
日時 2012年9月14日(金)13:00-
場所 先端物質科学研究科 302S
要旨 Sergei  Zherlitsyn氏は,超音波による電子軌道研究の端緒を拓いたフランクフルト大学B. Ruthi教授の下でポスドクをされた後,ヨーロッパでの最強磁場を誇るドレスデン強磁場研究所に移られ,現在,Head of Department Magnet Technologies and Research Infrastructureの要職にあるとともに,超強磁場中における超音波物性実験に従事されております。
横浜国大での日本物理学会で招待講演(18aGA)が予定されておりますが,その前に広大にて,超強磁場の発生方法や興味ある磁性体に関する超強磁場超音波実験の結果などを,分かりやすく紹介していただきます。皆様の聴講をお待ちしています。

  Ultrasound is a powerful tool for studying physical properties of matter at extreme conditions such as high magnetic fields and low temperatures. Access to high magnetic fields combined with ultrasound technique can provide new insight into various fundamental phenomena in solid state physics. The Dresden High Magnetic Field Laboratory (Hochfeld-Magnetlabor Dresden, HLD) has achieved the strongest non-destructive pulsed magnetic fields in Europe. Typical pulse durations of the available magnets are from 0.01 to 1 s that is long enough for ultrasound experiments in the magnetic fields up to 87 Tesla. In my talk I report how the pulsed magnetic fields are generated and used for the ultrasound investigations and which information can be gained from these experiments. Due to various interactions involving the crystallographic lattice, the sound velocity and sound attenuation are usually renormalized at the phase transitions and critical phenomena. A number of unusual phase transformations have been detected using the ultrasound technique at the HLD. Recent results obtained on frustrated magnets ZnCr2S4 and CdCr2O4, spin-ice materials Dy2Ti2O7 and Ho2Ti2O7, uranium intermetallic antiferromagnet UCu0.95Ge, as well as acoustic Faraday effect in Tb3Ga5O12 are reported and analyzed.
   This research was partly supported by EuroMagNET II under Contract No. 228043. I acknowledge support from the "JSPS Invitation Fellowship Program for Research in Japan (Short-term)".

 

担当 鈴木孝至(先端物質科学研究科)

 

第452回 物性セミナー

題目 HIGHER OXIDATION STATES OF SILVER - AND THEIR PHYSICO-CHEMICAL PECULIARITIES
講師 Wojciech Grochala(Center for New Technologies (CENT), University of Warsaw ,Prof. )
日時 2012 年7 月27 日 (金) 15:00 -
場所 先端物質科学研究科 302S
要旨

In this talk I will discuss peculiar chemistry and physics of the compounds containing higher oxidation states of silver, notably Ag(II) and Ag(III) [1]. First, methods of their synthesis and their uncommon oxidizing properties will be described; selected reactions of the best currently known oxidizer, AgF2 +, will be presented.
Then I will briefly analyze crystal structures of selected compounds and point out the plasticity of the coordination sphere of the Jahn–Teller active Ag(II) cations [2]. Next I will focus on chemical bonding between silver cations and ligands with emphasis on remarkably strong Ag(4d)/L(2p) mixing (covalence) as well as unprecedented inversion of binding energies of the metal and fluorine states for KAgF4 [3]. Then I will turn to the electronic and magnetic properties of diverse fluoride- and various oxo- derivatives of Ag(II). Of particular interest will be their semiconducting properties as well as unusually strong magnetic superexchange constants, J, [4,5] seen even for systems containing organic ligands where up to 5-atom superexchange pathway exists between paramagnetic Ag(II) centres [6,7,8]. The record large value of J, antiferromagnetic in sign and exceeding –120 meV, thus comparable to those seen for undoped oxocuprates(II), is predicted for two-dimensional high-pressure form of AgF2 [4]. Obvious consequences for a possible generation of a novel family of high-TC superconductors will be discussed [9,10]. Finally, thermal stability and unusual decomposition pathway of the compounds of Ag(II) and Ag(III) [11] will be described and linked to their electronic and magnetic properties. The lecture will conclude with description of the first high-pressure experiments for Ag(II) compounds. Unexpected robustness of the crystal structure as well as persistence of the Jahn–Teller effect will be demonstrated for Ag(II)SO4 at pressures up to 30 GPa, or 300 000 atm [12]. I will also discuss interesting experiments on AgF2/AgF mixture and on K2AgF4 up to 40 GPa.

References
[1] W. Grochala, R. Hoffmann, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 40 (15): 2743-2781 2001.
[2] W. Grochala, Phys. Stat. Sol. B 243(11): R81-R83 2006.
[3] W. Grochala et al., ChemPhysChem 4(9): 997-1001 2003.
[4] T. Jaroń, W. Grochala, Phys. Stat. Sol. RRL 2(2): 71-73 2008.
[5] P. Malinowski et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 49(9): 1683-1686 2010.
[6] P. J. Leszczynski et al., Dalton Trans. 41(2): 396-402 2012.
[7] J. L. Manson et al., Inorg. Chem. 51(4): 1989-1991 2012.
[8] J. L. Manson et al., J. Am. Chem. Soc. 131(13): 4590-4591 2009.
[9] W. Grochala, Nature Mater. 5(7): 513-514 2006.
[10] W. Grochala, J. Mater. Chem. 19(38): 6949-6968 2009.
[11] P. Malinowski et al., Chem. Eur. J. 17(38): 10524-10527 2011.
[12] M. Derzsi et al., CrystEngComm, submitted 2012.

 

水素機能材料学シリーズ46

 

担当 市川 貴之 (先進機能物質研究センター)

 

第451回 物性セミナー

題目 Complex Magnetism
講師 Professor Nikolai Baranov(Ural State University, Russia)
日時 2012 年7 月20 日 (金) 15:00 -
場所 理学部 B301 講義室
要旨

 Nikolai Baranov氏は、ロシアの磁性物理学者です。研究対象は磁性物理で、熱分析から中性子回折まで非常に幅広い手法を用いてエキゾチックな磁性研究を40年以上にわたって続けてこられました。多くの優れた研究が評価され、現在ではロシア科学アカデミー委員、世界トップレベルのアメリカのオークリッジ国立研究所中性子施設のAdvisory Committeeメンバーでもあります。今回は多くのトピックスの中から、複雑磁性について紹介していただきます。皆さんの聴講、お待ちしています。

担当 井上 克也(理学研究科)

 

第450回 物性セミナー

題目 藻類による石油代替物質の生産に向けて
講師 鈴木 石根 (筑波大学 生命環境系 鈴木 石根)
日時 2012 年7 月20 日 (金) 15:50 -
場所 広島大学大学学士会館 レセプションホール
要旨

 持続可能社会の構築に向けてカーボンニュートラルな燃料資源として、光合成生物に由来するバイオマスの利用が注目されている。特に水棲の微細藻類は面積あたりの生産性が高く、その利用を目指した研究が盛んである。本講演では研究の現状を紹介し、問題点と課題解決に向けた方策について紹介する。

水素機能材料学シリーズ45

担当 小島 由継 (先進機能物質研究センター)

 

第449回 物性セミナー

題目 中国電力の新エネルギー導入への取り組み
講師 石田 智宏 (中国電力株式会社 経営企画部門 電力取引担当 副長)
日時 2012 年7 月20 日 (金) 14:35 -
場所 広島大学大学学士会館 レセプションホール
要旨

○中国電力の新エネルギーへの取り組み状況紹介について
(太陽光発電,風力発電,バイオマス発電など)
○福山太陽光発電所の概要について

水素機能材料学シリーズ44

担当 小島 由継 (先進機能物質研究センター)

 

第448回 物性セミナー

題目 JX日鉱日石エネルギーにおけるSOFC開発状況
講師 南條 敦 (JX日鉱日石エネルギー(株) 新エネルギーシステム事業本部エネルギーシステム開発部 副部長)
日時 2012 年7 月20 日 (金) 13:30 -
場所 広島大学大学学士会館 レセプションホール
要旨

2011年10月から世界初となるSOFC家庭用燃料電池システムの販売を開始したが、これまでの開発の取り組み、生産体制などについてレビューするとともに今後の課題について紹介する。

水素機能材料学シリーズ43

担当 小島 由継 (先進機能物質研究センター)

 

第447回 物性セミナー

題目 四極子近藤効果によって誘起される多重極秩序と複合秩序変数
講師 星野 晋太郎 (東北大学大学院理学研究科)
日時 2012 年5 月25 日 (金) 16:30-
場所 先端物質科学研究科 402N
要旨  Pr3+やU4+の持つ偶数f電子配置では非クラマース二重項と呼ばれる、時間反転対称性とは関係のない二重項基底状態が実現する。この二重項はスピン(磁気双極子)を持たず、非磁性の軌道(電気四極子)自由度を持つことが特徴的である。一方、伝導電子は軌道自由度の他にスピン自由度(チャンネルに相当)も持つので、伝導電子の方がf電子よりも自由度が多くなり2チャンネル近藤系が形成される。本研究ではPr やU 化合物のように、非クラマース二重項が周期的に配列した系がどのような基底状態に至るかを明らかにするため、2チャンネル近藤格子を動的平均場理論により解析した。
2チャンネル近藤格子では広いパラメータ領域で秩序が形成される。その中で通常の近藤格子と定性的に異なる振る舞いとして、伝導電子のチャンネル自由度の秩序化がある。この秩序はRKKY相互作用では理解することができず、近藤効果が秩序化に対して重要な役割を果たしていることが特徴的である。サイトあたり電子が2個のときの秩序は特に異様であり、本研究ではこの秩序状態はf電子と伝導電子が結合した複合秩序変数によって特徴づけられることを明らかにした。実験系においては、この複合秩序変数は高次磁気多極子として観測される。
担当 鬼丸孝博(先端物質科学研究科)

 

第446回 物性セミナー

題目 ヘキサフェライトにおける電気磁気効果
講師 木村 剛 (大阪大学大学院基礎工学研究科)
日時 2012 年5 月24 日 (木) 16:40-
場所 先端物質科学研究科 404N
要旨

 外部から印加された電場により物質に磁化が誘起される現象, また逆に, 外部から印加された磁場により物質に電気分極が誘起される現象は「電気磁気効果」と呼ばれ, 古くは19 世紀末のフランスの科学者ピエール・キューリーの提案に端を発し, 1960 年代から1970年代にかけていくつかの先駆的な研究が行われた. 電気磁気効果を利用すれば、電場(磁場)制御によって磁気(強誘電)ドメインをスイッチさせる新規のデバイスや光の偏光制御を電場および磁場で行うといった磁気光学素子などへの応用が期待できる. それゆえ近年,基礎及び応用の両面の興味から精力的に研究が進められている. しかしながら, これまで報告されている材料においては, 室温よりはるかに低い温度でしか電気磁気効果が観測されていない. さらに, これらの材料における電気磁気効果発現のためには, 数万ガウスという非常に強い磁場を必要としていた. これらの理由のため, これまで電磁気効果を応用した実用的な各種デバイス, メモリ等を構成することが困難であった.
我々の研究グループでは ここ数年、「ヘキサフェライト」と呼ばれる鉄及び酸素を主構成要素とする六方晶構造を持つセラミックスが, 室温領域かつ数百ガウスという弱い磁場の印加で顕著な電気磁気効果を示すことを見出してきた [1]. 本講演では, 電気磁気効果に関するここ10 年ほどの研究の進展および六方晶フェライトにおける電気磁気効果に関して紹介する.

[1] “Magnetoelectric hexaferrites”, T. Kimura, Annu. Rev. Condens. Matter Phys.
3, 93-110 (2012).

担当 世良正文(先端物質科学研究科)

 

第445回 物性セミナー

題目 The spin and the molecule
-Some cornerstones and prospects in molecular magnetism-
講師 Michel Verdaguer, Professeur émérite (Univ. of Pierre & Marie Curie,France)
日時 2012年5月15日(火)12:50-13:50
場所 理学部 B501
要旨

Michel Verdaguer氏は、世界で初めて室温以上の磁気転移温度を持つ分子磁性体の合成に成功した*1、世界的に著名な錯体化学者です。この高温の転移温度を持つ磁性体合成のための設計は、錯体の分子軌道を緻密に活用したもので、当時世界を驚かせました。数年前イギリスの王立協会のファラデー金曜講話を行った数少ない化学者であり、欧州科学アカデミーメンバーでもあります。今回は大所高所から分子とスピンについてお考えを聞かせていただきます。皆さんの聴講、お待ちしています。

1* A ROOM-TEMPERATURE ORGANOMETALLIC MAGNET BASED ON PRUSSIAN BLUE, NATURE,378,
701-703(1995)
HIGH-Tc MOLECULAR-BASED MAGNETS - FERRIMAGNETIC MIXED-VALENCE CHROMIUM(III)-CHROMIUM(II)
CYANIDES WITH Tc AT 240K AND 190K, SCIENCE, 262, 1554-1557(1993)

担当 井上克也 (理学研究科)

 

第444回 物性セミナー

題目 STM/STS で見るトポロジカル絶縁体の磁場中Dirac 表面電子状態
講師 花栗 哲郎(独立行政法人理化学研究所)
日時 2012 年5 月9 日 (水) 12:50-14:20
場所 先端物質科学研究科 405N
要旨 トポロジカル絶縁体は、バルクはバンドギャップを持つ絶縁体であるが、表面に質量の無いDirac電子を持つ。このDirac表面状態は、グラフェンにみられるような特異な強磁場物性を示すことが期待されるが、現在知られているトポロジカル絶縁体では、多くの場合避けがたい結晶欠陥によって導入されてしまうバルクキャリヤが磁気輸送特性を支配するので、量子Hall効果等の直接観測は困難である。そこで表面敏感なSTM/STSを用いてDirac表面状態のLandau準位の特徴を調べた。典型的なトポロジカル絶縁体であるBi2Se3に対して実験を行い、Dirac電子に特徴的なLandau量子化を確認した他、磁場中における電子状態分布が、量子Hall効果状態で期待される振る舞いと一致することを見出した。バルクキャリヤを少なくすることのできるBi2Te2Seにおける結果についても議論する。
担当 井村健一郎 (先端物質科学研究科)

 

第443回 物性セミナー

題目 MECHANICS MEETS ELECTRONICS IN NANOSCALE:
THE MYSTERY OF CURRENT SPIKE AND NANOSCALE-CONFINEMENT
講師 Prof. Dr. Roman Nowak  (Nordic Hysitron Laboratory, School of Chemical Technology,Dpt. Materials Science, Aalto University, Finland)
日時 2012年4月27日(金)15:30-
場所 先端物質科学研究科 405N
要旨

Our discovery highlighted for the first time in the Letters to the Nature Nanotechnology [1,2] offers an enhanced understanding of the link between nano-scale mechanical deformation and electrical behaviour, and ultimately suggests key advances in pressure-sensing, pressure-switching, and unique phase-change applications in future electronics. It is a very encouraging demonstration of the way in which nanomechanics may contribute to electronics and optoelectronics developments.

One of the fundamental questions in materials science concerns the nature of deformation of solids [3]. The onset of plasticity is traditionally understood in terms of dislocation nucleation and motion. A study of nanoscale deformation has proven that initial displacement transient events occurring in metals are the direct result of dislocation nucleation [4,5]. In this presentation we show that this is not always true: instead of dislocation activity, nanoscale deformation may simply be due to transition from one crystal structure (semiconductor) to another (metal) as confirmed in the case of GaAs (see Fig. 1), while predicted by our earlier atomistic calculations [6].   

以下略

担当 吉田 総仁(工学研究科)

 

第442回 物性セミナー

題目 THERMOMETRY AT THE NANOSCALE
講師 Professor Fernando Palacio  (Univ. of Zaragoza, Spain)
日時 2012年4月20日(金)15:00-
場所 理学部 B301
要旨 Fernando Palacio氏は、スペインでもっとも著名な化学—物理学者です。研究対象は非常に広く、磁性物理からナノマテリアル、バイオマテリアル、生理活性物質まで研究されています。様々な分野に新しい独自の切り口で参入して、その分野を飛躍的に発展させて行くのが、彼のスタイルです。Nature誌の論説委員としてもよく知られています。今回は多くのトピックスの中から、ナノスケールの熱分析について紹介していただきます。皆さんの聴講、お待ちしています。

http://www.unizar.es/m4/index.php/fernando-palacio

担当 井上 克也 (理学研究科)

 

第441回 物性セミナー

題目 Enhanced Thermal Transport of Strongly Correlated Electrons
講師 Veljko Zlatic (Institute of Physics, Zagreb, Croatia,教授)
日時 2012年4月12日(木)16:30-
場所 先端物質科学研究科 401N
要旨 We discuss the charge and heat transport of intermetallic compounds with Ce, Eu, and Yb ions. We are particularly interested in the pressure and doping experiments of heavy fermion compounds, like CeCu2Ge2 and CeCu2Si2, in valence flutuators like EuCu2(SixGe1-x)2 and YbAl3, and in bInCu4- like systems. The thermoelectric properties of these systems are explained by the periodic Anderson model which is solved by various theoretical tools. The solution depends in an essential way on the number of conduction electrons and f electrons, and their coupling g. However, it also depends on the degeneracies of the f-states Nf, the crystal field splitting, and the shape of density of conduction states (c-DOS) in the vicinity of the chemical potential μ.
担当 高畠 敏郎(先端物質科学研究科)

 

第440回 物性セミナー

題目 非クラマース近藤格子系の新しいタイプの電子秩序
講師 倉本義夫 (東北大学大学院理学研究科)
日時 2012年4月27日(金)16:40-
場所 先端物質科学研究科 405N
要旨 重い電子系の新しい秩序 f電子系の示す相転移には,その秩序変数が同定でき ないものがあり,「隠れた秩序」と呼ばれている.URu2Si2やPrFe4P12はその 例である.これらの系では1サイトあたりのf電子数が偶数であり,クラマース 縮退は必ずしも存在しない.非クラマース系のf電子は,連続的に遍歴から局 在の極限に移行することができ,その近藤効果はCeやYbなどのクラマース系と は異なる特徴を持つ.我々は,一般化された近藤格子を用い,非クラマース系 特有の新しい電子秩序を見出した.この秩序状態の概要を説明し,実際の系の秩序との関連についても議論する.
担当 松村 武(先端物質科学研究科)

 

 


 


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