La系層状金属間化合物における電荷秩序と超伝導の相関関係の解明
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22K14006
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
秋葉 和人 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (60824026)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 超伝導 / 電荷密度波 / Fermi面 / 圧力 |
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| Outline of Research at the Start |
電荷秩序と超伝導の協奏現象に近年注目が集まっているが、外部から両方の物性を都合よく制御できる系は少なく未解明な点が多い。本研究では３つのLa系層状金属間化合物において圧力を制御パラメータとした系統的実験研究を行い、CDWと超伝導の相関関係を明らかにする。申請者独自の圧力セル回転機構を用いた量子振動測定により、これまで困難であった圧力下電子状態の正確な決定が可能である。この基盤的理解に基づいてCDW・超伝導共存状態が異なる３つの物質の相図と圧力下物性の比較対照を行い、CDWの臨界圧力近傍でTcの向上を引き起こす電子状態の条件を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度までに明らかにしたLaAgSb2における電荷密度波（CDW）と超伝導の相関関係を理解するために、同一結晶構造をもつLaCuSb2およびLaAuSb2に関する研究を進めた。
LaCuSb2は常圧においてCDW転移を示さず超伝導のみを示すが、単位胞体積がLaAgSb2よりも有意に小さいことから常圧で既にCDWの臨界点近傍に位置した物質とみなせるのではないかという期待のもと、その電子状態と超伝導特性を精査した。我々はLaCuSb2がバルクの超伝導体であることを確立するとともに、そのFermi面を確定した。 実験的に決定したFermi面に基づき電子格子相互作用の理論計算を行った結果、計算で得られる超伝導転移温度は実験値を良く再現した。そのため我々はLaCuSb2は典型的なフォノン媒介型超伝導体であり、CDWの臨界に関連する現象はこの物質では見えていないものと結論した。
またLaAuSb2についても先行研究と比較して残留抵抗比が10倍以上に向上した試料を用いて圧力下におけるCDWと超伝導の相関関係を調べた。その結果、圧力下で超伝導相はLaAgSb2と類似のピーク構造をとり、また超伝導転移温度の最大値（1.8 K）は先行研究の1.1 Kに比べて上昇した。CDWの臨界圧力が先行研究より高圧側に移動しているにも関わらず超伝導転移温度が向上することは理論計算による予想と対照的であり、転移温度を増強する何らかの機構の存在を示唆する。
当初予定していたLa系化合物全てに関して電子状態および超伝導特性を精査し、共通点と差異を明らかにすることができた。超伝導の増強現象を確認したLaAgSb2とLaAuSb2では共通して、CDWと超伝導が同一のFermi面で発現していると考えられる。このことがCDW臨界点における超伝導の増強が起こるうえで重要であることを示唆している。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
