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逆ペロブスカイト酸化物の新超伝導体と関連物質の研究

Research Project

Project/Area Number 17J07577
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

池田 敦俊  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords超伝導 / 逆ペロブスカイト酸化物 / ディラック電子 / トポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導
Outline of Annual Research Achievements

Sr(3-x)SnO (x~0.5)の試料について、0.3 Kまでのミューオンスピン回転(μSR)実験を行った。昨年度に1.6 Kまで測定した結果が再現され、さらに低温では試料内のミューオン緩和率が温度にほとんど依存しないことを明らかにした。この結果は超伝導ギャップにノードがないことを意味している。また、ミューオン緩和率から導かれる磁場侵入長が数百ナノメートルであり、5 Kという転移温度を考慮すると非常に長いことがわかった。磁場侵入長が長いという事実はSr(3-x)SnOがドープされたディラック電子系であることと整合的であると同時に、Sr(3-x)SnOにおける超伝導が非従来型である可能性を示唆している。
Sr(3-x)SnOは5 Kと0.8 Kで2段階の超伝導転移を示すが、0.8 Kではミューオン緩和率の増大は見られなかった。ミューオン緩和率の変化が検出限界を下回ったと考えられる。また、ゼロ磁場での測定では時間反転対称性の破れは検出されなかった。この研究はスイスのポール・シェラー研究所との共同研究である。
新しい超伝導体であるCaSb2を発見した。直流・交流磁化率、電気抵抗、比熱の温度依存性において1.7 K以下で超伝導が見られた。転移温度の磁場依存性から、上部臨界磁場は0.2 Tと見積もられた。また、直流磁化率の磁場依存性から下部臨界磁場は5 mTより小さいことがわかった。CaSb2の電子構造は非共型の結晶対称性によって保護されたディラック線を持っている。そのような物質の常伝導状態では特異な物性が理論的に予言されているので、超伝導状態に対してもディラック線がどのように寄与するか興味深い。この研究は京都大学基礎物理学研究所との共同研究である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (45 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results) Remarks (3 results)

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    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 5 Issue: 4

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.4.041801

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    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 17 Pages: 174503-174503

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.174503

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      Ikeda Atsutoshi、Koibuchi Shun、Kitao Shinji、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Seto Makoto、Maeno Yoshiteru
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      Physical Review B

      Volume: 100 Issue: 24 Pages: 245145-245145

    • DOI

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      Oudah Mohamed, Hausmann Jan Niklas, Kitao Shinji, Ikeda Atsutoshi, Yonezawa Shingo, Seto Makoto, Maeno Yoshiteru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 1831-1831

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38403-8

    • NAID

      120006818696

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      Volume: 98 Issue: 10 Pages: 100503-100503

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      Superconductor Science and Technology

      Volume: 31 Issue: 5 Pages: 055012-055012

    • DOI

      10.1088/1361-6668/aab6c2

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    • Journal Title

      Physica B: Condensed Matter

      Volume: 23 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.physb.2017.10.089

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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