基本情報

写真a

摂待 力生

SETTAI Rikio


学系

自然科学系

系列

数理物質科学系列

職名

教授

研究分野・キーワード

物性物理学,低温物理学,磁性,超伝導,重い電子系

ホームページ

http://bussei.gs.niigata-u.ac.jp/~settai/top.html

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 東京理科大学  理学部  物理学科

    大学,1988年03月,卒業,日本国

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 東北大学  理学研究科  物理学専攻

    博士課程,1993年03月,修了,日本国

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(理学),物性Ⅱ,東北大学,大学評価・学位授与機構,1993年03月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 新潟大学 理学部 物理学科 物性科学,教授,2012年04月 ~ 2017年03月

  • 新潟大学 自然科学研究科 数理物質科学専攻,教授,2012年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 自然科学研究科 数理物質科学専攻,教授,2012年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 理学部 理学科,教授,2017年04月 ~ 継続中

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 日本物理学会,1989年10月 ~ 継続中,日本国

  • 日本高圧力学会,2012年12月 ~ 継続中,日本国

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 物性Ⅱ

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Unconventional superconductivity and quantum criticality in the heavy fermions CeIrSi3 and CeRhSi3,J. F. Landaeta, D. Subero, D. Catala, S. V. Taylor, N. Kimura, R. Settai, Y. Onuki, M. Sigrist and I. Ronalde,Phys. Rev. B,Vol.97,No.10, pp.104513-1-104513-6,2018年03月,英語

    DOI: 10.1103/PhysRevB.97.104513,研究論文(学術雑誌),共著

  • Quasi-two-dimensional Fermi surfaces with localized f electrons in the layered heavy-fermion compound CePt2In7,K. Gotye, Y. Krupko, J. A. N. Bruin, J. Klotz, R. D. H. Hinleben, S. Ota, Y. Hirnes, H. Harima, R. Settai, A. Mccollum, I. Sheikin,Phys. Rev. B,Vol.96,No.7, pp.075138-1-075138-9,2017年08月,英語

    DOI:10.1103/PhysRevB.96.075138,研究論文(学術雑誌),単著

  • Characteristic Physical Properties of the Non-Kramers Γ3 Ground State in PrPt2Cd20,Y. Hirose, T. Takeuchi, H. Doto, F. Honda, A. Miyake, M. Tokunaga, D. Yoshizawa, T. Kida, M. Hagiwara, Y. Haga, and R. Settai,J. Phys. Soc. Jpn.,Vol.86, pp.074711-1-074711-7,2017年07月,英語

    DOI:10.7566/JPSJ.86.074711,研究論文(学術雑誌),共著

  • Physical properties of Cd doped CeIrIn5 under pressure,R. Tsunoda, Y. Hirose, R. Settai,JJAP Conference Proceedings,Vol.6, pp.011107-1-011107-5,2017年05月,英語

    DOI:10.7567/JJAPCP.6.011107,研究論文(学術雑誌),共著

  • Determination of the magnetic structure of CePt2In7 by means of neutron diffraction ,M. Raba, E. Ressouche, N. Qureshi, C. V. Colin, V. Nassif, S. Ota, Y. Hirose, R. Settai, P. Rodière, and I. Sheikin,Phys Rev. B,Vol.95, pp.161102(R)-1-161102(R)-4,2017年04月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

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著書 【 表示 / 非表示

  • Non-centrosymmetric superconductors: Introduction and Overview,Y. Onuki, R. Settai (eds. E. Bauer, M. Sigrist),Springer,2012年02月,英語

    単行本(学術書),Section 3. Electronic States and Superconducting Properties of Non-Centrosymmetric Rare Earth Compounds,共著

学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • 日本物理学会第14回論文賞,2009年03月29日,日本国,学会誌・学術雑誌による顕彰,日本物理学会,青木大,芳賀芳範,松田達磨,立岩尚之,池田修悟,本間佳也,酒井宏典,塩川佳伸,山本悦嗣,中村彰男,摂待力生,大貫惇睦,物性Ⅱ

  • 日本物理学会第13回論文賞,2008年03月25日,日本国,学会誌・学術雑誌による顕彰,日本物理学会,宍戸寛明,摂待力生,大貫惇睦,播磨尚朝,物性Ⅱ

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 挑戦的萌芽研究,2013年04月 ~ 2015年03月,超強磁場・極低温・高圧下での電気的・磁気的測定のための非金属製圧力セルの開発

    一般にf電子系強相関物質の磁気秩序温度TNは数K,超伝導転移温度Tcは1K程度と低いのに対し,磁気的な性質が変化する磁場は数T~数十Tと高いものが多い。このような系の研究には,パルス強磁場を用いた数十Tの磁場が必要となる。パルス強磁場で大きな問題となるのは,渦電流による発熱である。これが重い電子系の強磁場・極低温・高圧実験を困難なものとしている。
    そこで,本研究では重い電子系の極限物性の探索を念頭に,1K以下の極低温・40Tを超えるパルス強磁場下で数GPaの圧力を発生できる圧力セルの開発を目指す。これまでにもパルス強磁場と圧力セルの組み合わせによる低温実験はあるが,本研究はそれを1K以下まで目指す点が挑戦的な点である。

  • 新学術領域研究,2009年04月 ~ 2011年03月,圧力誘起超伝導体における磁場誘起反強磁性相の電子状態の研究

    本研究の研究目的は,f 電子系圧力誘起超伝導体において,磁気秩序が消失する量子臨界領域で発現する超伝導と磁性との相関を明らかにすることである。これらの系の超伝導は、磁気揺らぎあるいは価数揺らぎ,構造的な不安定性と深く関連していると考えられており、その電子状態や磁性の不安定性と超伝導の関連を明らかにしたいと考えている。そこで本研究では,高圧、強磁場、極低温下の極限環境下での電気抵抗や磁場中比熱の実験により,量子臨界点近傍の磁性と超伝導の研究を行った。
    本年度はまずCeIrSi_3の加圧下・磁場下での交流比熱の測定を行った。昨年度の電気抵抗の実験から、反強磁性が消失する圧力P_c^*=2.25GPa以上の圧力下で磁場を印可すると、磁場下で再び反強磁性と思われる相が誘起されてくることを見いだしていた。ただし,その異常は非常に小さく,また電気抵抗では,その異常がバルクな性質なのかどうか,不確かであるため,比熱の実験により確証を得る必要があった。その結果,明確な磁場誘起相の大きな比熱のジャンプを観測することができた。また,磁場誘起反強磁性相内の超伝導による比熱の異常は非常に小さく,磁場誘起反強磁性と超伝導が競合していることが示唆された。また,超伝導相内には磁場誘起相は観測されず、CeRhIn5で観測された超伝導と反強磁性の共存はないものと思われる。また,CeTX_3(T:Co,Ir,X:Si,Ge)に加え,CePtSi_2,CeRhGe_2の圧力誘起超伝導や,YbIr_2Zn_<20>の重い電子系のメタ磁性の研究を行なった。特に,YbIr_2Zn_<20>では,約5GPaの加圧で重い電子系のメタ磁性転移磁場Hmがゼロ磁場まで下がり,5GPa以上の圧力で反強磁性が誘起されることを見いだした。

  • 基盤研究(B),2009年03月 ~ 2012年03月,量子相転移近傍における超伝導とフェルミ面の研究

  • 特定領域研究,2008年04月 ~ 2010年03月,充填スクッテルダイト化合物の創製と新しい実験手法によるフェルミ面の研究

    本研究の研究目的は,主として充填スクッテルダイト化合物の純良単結晶を育成し,その特徴的なカゴ状構造に起因した種々の物性をドハースファンアルフェン(dHvA)効果の実験から、フェルミ面などの電子状態を明らかにするとともに、カゴ状構造を持つ他の物性系を探索していくことである。
    本年度は、まず、首都大学・佐藤英行教授との共同研究で弱強磁性体LaFe_4As_<12>のドハースファンアルフェン効果の実験をおこない、そのフェルミ面を明らかにした。これまでのバンド計算が予想した結果とは異なっていた。その食い違いが弱強磁性の出現と関係しているのか、今後明にしていく必要がある。
    次に、他のカゴ状耕造を持つ物質として、Rh_<17>S_<15>,RCd_<11>(R:希土類元素)、YbIr_2Zn_<20>の単結晶育成とその物性研究を行なった。Rh_<17>S_<15>は超伝導転移温度Tc=5Kの超伝導体である。この系の超伝導特性を調べ、低いTcに比べ上部臨海磁場は約20Tと大きな値を持つことを見いだした。これは、Rh_<17>S_<15>の電子比熱係数が約100mJ/K^2molと大きな強相関系であり、Rhの大きな状態密度がフェルミ準位にあることを示していることと思われる。また、RCd_<11>およびYbT_2Zn_<20>は、それぞれ希土類元素がCdやZnによってカゴ状に取り囲まれ、隣同士の希土類元素が約6~7Aと比較的長くなっている。そのため、RCd_<11>では希土類元素の4f電子の局在的な性格が見られた。ところが、YbIr2Zn20の基底状態は4f電子が遍歴的な重い電子状態にあることがdHvA効果の実験から明らかとなった。これが、数多くのZnと4f電子との混成効果によるものなのか、今後の研究の課題となった。

  • 基盤研究(C),2005年04月 ~ 2008年03月,加圧下ドハース・ファンアルフェン効果による圧力誘起超伝導体の重い電子状態の研究

    セリウム化合物やウラン化合物では,f電子間の相関あるいはf電子と伝導電子の混成により,重い電子状態、異方的超伝導といった様々な興味深い物性が現れる。また、磁気秩序を示す物質に圧力を加えると、磁気秩序状態から非磁性的な重い電子状態への移り変わり,その臨界圧力近傍で,非フェルミ液体状態や超伝導状態が見いだされている。低温での電子状態を探る強力な実験手段の一つにドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果の観測が上げられる。そこで,本研究では,磁場中回転dHvA効果用圧力セルの開発や10GPaまでの圧力セルの開発を行い,様々な磁性体の臨界圧力近傍における電子状態の変貌の様子を明らかにしていくことを目的とした.本研究で開発した圧力セルをもとに、(1)結晶構造に反転対称性をもたない反強磁性体CeIrSi_3,CeCoGe_3の圧力誘起超伝導の発見と、加圧下dHvA効果によるフェルミ面の観測、およびその参照物質であるLaIrSi_3,LaIrSi_3のdHvA効果によるフェルミ面の研究、(2)同族物質CeTX_3(T:遷移金属、X:Si,Ge)の圧力相図探索とdHvA効果によるフェルミ面の研究、反対称スピン・軌道相互作用の大きさの決定、(3)CeIn_3,CeTl_3,CePtAl,Ce_2Ni_3Ge_5,CePt_3Siにおける量子臨界点近傍の電子状態の研究を行った。上述の中で、特にCeIrSi_3は特異な超伝導特性を示すことを見いだした。超伝導の上部臨界磁場H_<c2>(0)は約2.4GPaまでは異方性は顕著ではないが、超伝導転移温度が最大値を示す2.6GPa近傍でH_<c2>の異方性が顕著に大きくなり、(001)面内で約10T,(001)面に垂直な[001]方向では45Tを超えるような,異常に大きな値となることを見出した.また、H_<c2>曲線は上向きの傾きを持つという強結合超伝導体に特有なものであることを見いだした。

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その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 二国間交流事業,2015年06月 ~ 2018年03月,Ce化合物における圧力誘起量子臨界点とdHvA効果によるフェルミ面の研究

    【研究目的】
     4f電子を有するセリウム化合物やイッテルビウム化合物は,電子間の強い相互作用に起因して,新奇な超伝導状態や重い電子状態,価数揺動,量子臨界点的振る舞いを示すため,理論的・実験的に多くの研究者の興味を集めている。磁気秩序温度が絶対零度に位置する量子臨界点は,実験的には,静水圧力の印可や,元素置換による化学的ドーピング,磁場の印可によって実現される。量子臨界点近傍では,通常の超伝導とは異なる機構の非従来型超伝導の発現が期待されている。 本交流事業では,量子臨界点近傍で実現される新奇超伝導体の発見およびその電子状態を実験的に明らかにすることを研究目的とする。

    【研究方法】
     本事業では,相手国のThamizhavel博士らによる新物質探索と,日本側の単結晶純良化技術および圧力下精密測定技術を組み合わせる。新たな物質開発,単結晶の純良化,極低温・強磁場・高圧といった複合極限環境による物性制御,複合極限環境下での電気抵抗測定,ドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果実験を行う。

    【研究内容】
     4f電子と伝導電子の混成に起因した重い電子系の中には,磁気的あるいは多極子の揺らぎが大きくなる量子臨界点近傍で非従来型の超伝導が出現するものがある。結晶構造の多様性が,磁気秩序や多極子秩序およびその揺らぎの多様性の原因となり,興味深い超伝導特性の原因となっていると考えられるが,どのような揺らぎが非従来型の超伝導を引き起こすのかは,いまだ解明されていない。本事業では,新たな物質開発とその電子状態を探索する。特に空間反転対称性の破れた系やカイラリティを有する系に着目している。これらの系は,フェルミ面上のスピンの構造にそれぞれ特徴を有しており,非従来型の超伝導の出現が期待される。申請者らはこれまで,空間反転対称性が破れた系の中から,CeIrSi3, CeCoGe3,CeIrGe3において,超伝導上部臨界磁場が著しく増大し,磁場に頑強な超伝導体を発見した。しかし,他の空間反転対称性が破れた系では,このような上部臨界磁場の増大は見いだされていない。量子臨界点近傍にあることがこのような超伝導特性に重要な役割を果たしていると考えているが,それを明らかにする上でも,他の空間反転対称性の破れた系での研究が重要である。

    文部科学省

寄附金・講座・研究部門 【 表示 / 非表示

  • 内田エネルギー科学振興財団研究助成金,公益財団法人内田エネルギー科学振興財団,2016年07月

  • 佐々木環境技術振興財団 試験研究費,佐々木環境技術振興財団,2013年07月

  • 内田エネルギー科学振興財団研究助成金,公益財団法人内田エネルギー科学振興財団,2012年07月

研究発表 【 表示 / 非表示

  • HSPS-17 & WHS 2017: 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics & The Workshop on High Pressure Study on Superconducting,R. Tsunoda, Y. Hirose and R. Settai,国際会議,2016年08月,University of Tokyo, Tokyo,Physical properties of Cd doped CeIrIn5 under pressure,ポスター(一般)

  • ICSM2016: 5th International Conference on Superconductivity and Magnetism,R. Settai,国際会議,2016年04月,Fethiy, Turkey,Development of the High Pressure Cell in Pulsed Magnetic Fields under Low Temperatures for the Heavy-Fermion Antiferromagnet,口頭(一般)

  • SCES 2013,R. Settai,国際会議,2013年08月,Fermi surface properties in CeIrSi3 around quantum critical point,ポスター(一般)

  • 日本物理学会2013年春季大会,広瀬雄介,竹内徹也,吉内伸吾,山本悦司,芳賀芳範,摂待力生,大貫惇睦,国内会議,2013年03月,広島大学,UIr2Zn20のホール効果,ポスター(一般),物性Ⅱ

  • 日本物理学会2013年春季大会,大原繁男,太田和希,山浦淳一,三浦泰直,摂待力生,大貫惇睦,播磨尚朝,国内会議,2013年03月,広島大学,YbNi3X9(X=Al, Ga)のフェルミ面構造,口頭(一般),物性Ⅱ

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2018年度,物性物理学II,2018年04月 ~ 2018年08月,専任

  • 2018年度,理学スタディ・スキルズ,2018年04月 ~ 2018年06月,専任

  • 2018年度,物理学基礎BⅠ,2018年04月 ~ 2018年06月,専任

  • 2017年度,物性物理学I,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,物理学基礎BⅠ,2017年04月 ~ 2017年06月,専任

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教育活動に関する受賞 【 表示 / 非表示

  • 中山賞,2013年06月,新潟大学理学部物理学科,佐瀬 芳行

  • 中山賞,2012年06月,新潟大学理学部物理学科,太田俊平

 

学内委員会等 【 表示 / 非表示

  • コア・ステーション「物質量子科学研究センター」センター長,2013年04月 ~ 継続中

  • 物理学コース長,2018年04月 ~ 継続中

  • 副学部長(学務委員長),2017年04月 ~ 2018年03月

  • 物理学科長,2014年04月 ~ 2015年03月

 

学外の社会活動(高大・地域連携等) 【 表示 / 非表示

  • 出前講義(長野県立木曽青峰高校),2015年11月

  • SSH高大連携講座(新潟南高校)での講義,2015年07月

  • 出前講義(岐阜県立本巣松陽高校),2015年06月

  • 出前講義(長野県立木曽青峰高校),2014年11月

  • 茨城県立竜ヶ崎高校「大学研究会」での講師,2013年09月

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