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Odd-parity multipole order and parity-fluctuation superconductivity under high pressure in Cd2Re2O7

Publicly Offered Research

Project AreaJ-Physics: Physics of conductive multipole systems
Project/Area Number 18H04323
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

小林 達生  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80205468)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywords多重極秩序 / 超伝導 / Cd2Re2O7 / 高圧 / パイロクロア / 多極子秩序
Outline of Annual Research Achievements

Cd2Re2O7において、空間反転対称性が失われる構造相転移(Ts1転移)が消失する臨界圧力近傍でp波超伝導の兆候が観測され,これに注目した研究を行った。
(1) NQR:京大・石田グループとの共同研究でRe-NQR測定を行った。加圧によりスペクトルの幅が広がるが,3.1 GPa(IV相)までの測定に成功した。3.1 GPaでは緩和時間T1のコヒーレンスピークが消失する兆候が観測され,理論的に提案されている等方的p波の可能性が示唆された。より高圧までの詳細なデータをとるためには,スペクトル幅が広がる原因究明が必須である。
(2) 比熱:光交流法比熱測定により,6.5 GPaまでの超伝導転移の観測に成功した。転移温度や臨界磁場Bc2の圧力変化は電気抵抗測定から決定された以前の実験結果に一致しており,高圧下におけるBc2の増大がバルクの性質であることが明らかになった。超伝導状態では試料の熱伝導が悪くなるために,交流法での比熱の定量的評価は不可能であった。
(3) ホール効果:4.7 GPaまでの測定に成功し,圧力-温度相図に対応したホール係数の変化が観測された。低温相では電子に比べてホールの移動度が減少しており,圧力誘起相(IV, VII, VIII)ではその傾向が増大する。この振る舞いはホールバンドの分裂やそのゆらぎ効果による有効質量の増大で説明できる。
(4) 応力下でのシングルドメイン試料での物性測定:単結晶を用いた実験ではTs1転移以下でマルチドメインになるため,物性の異方性が明らかになっていない。東大物性研・廣井グループとの共同研究により,ピエゾ素子を用いて結晶軸をそろえ,電気抵抗の異方性を測定することに成功した。その結果,II相では Rc > Ra,III相では Rc < Ra であり,わずかな結晶構造の変化にもかかわらず異方性は最大25%に達する。

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

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

    (8 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Variation in Superconducting Symmetry Against Pressure on Noncentrosymmetric Superconductor Cd2Re2O7 Revealed by 185/187Re Nuclear Quadrupole Resonance2020

    • Author(s)
      S. Kitagawa, K. Ishida, T. C. Kobayashi, Y. Matsubayashi, D. Hirai, Z. Hiroi
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 89 Issue: 5 Pages: 53701-53701

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.053701

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cd2Re2O7のホール効果2019

    • Author(s)
      小林達生
    • Organizer
      J-Physics地域研究会 - 北九州
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Cd2Re2O7における高圧下ホール効果2019

    • Author(s)
      小林達生
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Hall effect in Cd2Re2O7 under high pressure2019

    • Author(s)
      T. C. Kobayashi
    • Organizer
      J-Physics 2019 International Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fluctuation effect of the parity-breaking order in the Hall effect of Cd2Re2O72019

    • Author(s)
      T. C. Kobayashi
    • Organizer
      SCES2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cd2Re2O7の高圧下における奇パリティ多極子秩序とパリティゆらぎ超伝導2018

    • Author(s)
      小林達生
    • Organizer
      J-Physics:多極子伝導系の物理 平成30年度領域全体会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Cd2Re2O7の高圧物性2018

    • Author(s)
      小林達生
    • Organizer
      第1回ETQ研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Cd2Re2O7における高圧下ホール効果2018

    • Author(s)
      池山由十, 三井理功, 荒木新吾, 小林達生, 山浦淳一, 松林康仁, 廣井善二
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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