Investigation of nematic superconductivity for BiCh2-based superconductors
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20J21627
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
星 和久 東京都立大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 超伝導 / 局所的な空間反転対称性の破れ / 弱反局在 / 弱局在 / ビスマスカルコゲナイド系層状超伝導体 / 常磁性対破壊効果 / 軌道対破壊効果 / ネマティック超伝導 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、ビスマスカルコゲナイド系超伝導体におけるネマティック超伝導の可能性を検証する研究である。ネマティック超伝導は、超伝導ギャップが結晶構造の回転対称性を破る状態を表す。このようなネマティック超伝導はトポロジカル超伝導体候補AxBi2Se3(A = Cu, Nb Sr)などで観測されており、超伝導ギャップが等方的に開くs波超伝導では説明することができないと予想され、p波超伝導やd波超伝導などの異方的超伝導対称性が実現している可能性が考えられる。したがってab面内における磁気抵抗の面内異方性を明らかにすることで、超伝導発現機構に有力な情報を与えることができると考えている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の研究では、対象物質であるビスマスカルコゲナイド系層状超伝導体において観測されていた低温における電気抵抗の上昇に着目し、ノーマル状態の磁気抵抗の測定を中心に行った。先行研究において、このような低温における電気抵抗の上昇は弱局在であることが提案されていた。実際に弱局在であれば負の磁気抵抗が観測されるはずだが、先行研究において磁気抵抗測定の報告はされていなかった。対象物質の組成は、LaO1-xFxBiS2-ySeyであり、本試料ではフッ素置換によりキャリアードープ量をコントロールすることができ、またセレン置換によって超伝導特性を変化させることができる。実験結果として、全試料において負の磁気抵抗は観測されなかった。しかし、セレン置換量が多い試料において、低磁場領域でカスプ的な正の磁気抵抗となる弱反局在のような振る舞いが観測された。このカスプ的な磁気抵抗は、セレン置換量の減少に伴って抑制されブロードになった。また、フッ素置換量が少なくセレン置換していないLaO0.8F0.2BiS2では、低磁場の磁気抵抗が磁場に対してほとんど依存せず、弱局在と弱反局在のクロスオーバーであるような振る舞いとなった。さらに、フッ素置換とセレン置換による電気抵抗とホール係数の温度依存性の変化と磁気抵抗の変化が相関していることも見出した。本件研究成果は、日本物理学会の英文の学術雑誌であるJournal of the Physical Society of Japanに掲載された。弱反局在は、スピン軌道結合が強い物質において観測されているが、一方で結晶構造の空間反転対称性が欠如している物質においても観測されている。対象物質では、結晶構造の空間反転対称性は破れていないが、ビスマスやカルコゲンのサイトに着目すると局所的に空間反転対称性が欠如しているため、この性質が弱反局在と関係していることも考え得る。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(19 results)
