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対称性変化ダイナミクス観測にもとづく非従来型超伝導の解明

Research Project

Project/Area Number 18J10148
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Optical engineering, Photon science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

中川 紘一  北海道大学, 大学院工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords非従来型超伝導 / 時間分解分光
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は代表的な非従来型超伝導体である有機超伝導体の対称性変化ダイナミクス観測を実施し,対称性破れを伴う電子秩序形成の起源探索から非従来型超伝導解明への糸口を見出すことである.本年度では配列の異なる2種類の有機導体の系統測定からそれぞれ特徴的なダイナミクスを明らかにした.
kappa型導体は化学圧力により電子相関を制御でき,反強磁性秩序絶縁体-超伝導体転移が誘起される.まず完全重水素置換の有機分子を含有する高品質結晶を測定した.その結果,電気抵抗の温度特性が絶縁体特性を示す一方,低温の対称性変化ダイナミクスが超伝導特性を示し,絶縁体-超伝導相分離状態と結論した.また相分離状態における超伝導揺らぎが示唆され,この性質は本手法により初めて明らかとなった.次に電子相関の強いモット絶縁体試料を測定し,モット-ハバードギャップに由来すると考えられる擬ギャップ温度特性を明らかにした.同時に超伝導応答の抑制が確認できた.以上の結果は電子相関のもたらす電子状態の違いを特徴づけ,非従来型超伝導解明の糸口を与える重要な成果である.
次に化学圧力により電子相関,及び格子系の異方性の制御が期待できるtheta型有機導体の調査を実施した.theta型導体には超伝導体が含まれる.始めに長距離電荷秩序転移を示す試料を測定し,転移温度付近で対称性変化応答の顕著な変化を発見した.この特性は BCS型ギャップを仮定したモデルで再現されたが,有機導体への当該モデルの適用は初めて行われた.続いて電荷秩序転移を示さない試料を測定した.その結果,対称性応答が低温で減少する特異的な温度特性が明らかとなり,この特性は近年認識され始めた電荷ガラス状態の特徴に類似すると結論した.
上記2種類の有機導体への適用を実現し,系統的調査にもとづく対称性変化ダイナミクスをそれぞれ明らかにした点で,観測手法の有用性が示された.

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

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Polarized Time-Resolved Spectroscopy of Electronic Phase Separation in a Dimer-Mott Organic Insulator2020

    • Author(s)
      Koichi Nakagawa, Satoshi Tsuchiya, Hiromi Taniguchi & Yasunori Toda
    • Journal Title

      Journal of Superconductivity and Novel Magnetism

      Volume: - Issue: 8 Pages: 2427-2433

    • DOI

      10.1007/s10948-019-05385-1

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarization-resolved Ultrafast Spectroscopy in an Organic Mott Insulator κ-(BEDTTTF)2Cu[N(CN)2]Cl2019

    • Author(s)
      S. Tsuchiya, K. Nakagawa, H. Taniguchi, and Y. Toda
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 88 Issue: 7 Pages: 074706-074706

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.074706

    • NAID

      40021949462

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fluctuating superconductivity in κ-type organic compounds probed by polarized time-resolved spectroscopy2018

    • Author(s)
      K. Nakagawa, S. Tsuchiya, J. Yamada, Y. Toda
    • Journal Title

      EPL (Europhysics Letters)

      Volume: 122 Issue: 6 Pages: 67003-67003

    • DOI

      10.1209/0295-5075/122/67003

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photo-induced carrier relaxation dynamics in glassy electronic state of geometrically frustrated organic conductor2019

    • Author(s)
      K. Nakagawa, S. Tsuchiya, H. Taniguchi, and Y. Toda
    • Organizer
      Superstripes 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] θ-(ET)2MZn(SCN)4(M = Rb、Cs)における光励起キャリアダイナミクスの温度特性2019

    • Author(s)
      中川 紘一,土屋 聡,谷口 弘三,戸田 泰則
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] κ型有機超伝導体のTc以上で現れる特異的偏光応答のスペクトル分解特性2019

    • Author(s)
      中川 紘一,佐藤 貴裕,土屋 聡,山田 順一,戸田 泰則
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機モット絶縁体κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Clにおける光励起キャリアダイナミクスにおける分子秩序化の影響2018

    • Author(s)
      土屋聡、中川紘一、谷口弘三、戸田泰則
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室webページ

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/optphys/exp/Pubs.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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