強相関電子系におけるスピン揺らぎと異方的散乱の制御

• Project Area: New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom
• Project/Area Number: 23110704
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hiroshima Institute of Technology
• Principal Investigator: 安塚 周磨 広島工業大学, 工学部, 准教授 (80382034)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2012: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2011: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 異方的超伝導体 / 磁束フロー抵抗 / スピン揺らぎ / フェルミ面 / 上部臨界磁場 / 電子相関

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，強相関電子系として知られる有機超伝導体の磁束フロー抵抗を測定し，超伝導発現機構の解明に欠かせない超伝導ギャップ構造の情報を得ることにある。これまでの国内外の研究では，超伝導ギャップ構造（特にラインノードの方向）を調べるために，角度分解比熱測定や熱伝導率測定が行なわれてきた。しかし，多くの非BCS超伝導体が圧力下の量子臨界点に出現するため，ギャップ構造の実験的決定は困難を極めていた。
このような背景のもとで，圧力下でも測定が容易な磁束フロー抵抗を典型的な擬二次元d波有機超伝導体k-(ET)2Cu(NCS)2に対して行ない，フロー抵抗の面内異方性がラインノードの方向を探るのに有効なプローブになり得るか否かを実験面から検証した。
実験の結果，d波対称性に由来すると考えられる磁束フロー抵抗の面内磁場方位依存性を見出すことができた．本物質のように二次元性の強い異方的超伝導体では、磁場を伝導面と平行に印加するとジョセフソン磁束が形成されることが知られている。このとき磁束の周りに流れている超伝導電流により準粒子エネルギーにドップラー効果が生じるため，準粒子数はギャップ構造を反映して磁場方向に依存する．そのため磁束ダイナミクスのエネルギー散逸もギャップ構造を反映して磁場方向とともに変化すると考えられる．
また，磁気抵抗の面内異方性を常伝導状態について調べたところ，明瞭な四回対称性が見出された。この起源がスピン揺らぎに由来するのか，あるいは単純なフェルミ面の異方性に由来するのかは現時点で不明である。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Anisotropic Josephson-Vortex Dynamics in Layered Organic Superconductor with d-Wave Pairing Symmetry (2013)
  • Author(s): S. Yasuzuka
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 82
  • NAID: 40019665763
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Small Fermi Pocket in the Layered Organic Superconductor, β-(BDA-TTP)_2SbF_6 (2012)
  • Author(s): S.Yasuzuka
  • Journal Title: J.Phys.Soc.Jpn. Volume: 81 Issue: 3 Pages: 035006-035006
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.035006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Model construction and superconductivity analysis of organic conductors" β-(BDA-TTP)_2MF_6 (M = P, As, Sb and Ta) based on first-principles band calculation (2012)
  • Author(s): H.Aizawa K.Kuroki, S.Yasuzuka, J.Yamada
  • Journal Title: New J. Phys. Volume: 14 Issue: 11 Pages: 113045-113045
  • DOI: 10.1088/1367-2630/14/11/113045
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell Gap Dependence of Nematic Backflow around Annihilating Disclination Pair (2012)
  • Author(s): T. Yanagimachi, S. Yasuzuka, Y.Yamamura & K. Saito
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn Volume: 81 Issue: 7 Pages: 74603-74603
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.074603
  • NAID: 40019341517
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Backflow-Induced Asymmetric Annihilation of Nematic Disclinations under Strong Anchoring Condition (2012)
  • Author(s): T. Yanagimachi, S. Yasuzuka, Y. Yamamura & K. Saito
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 81 Issue: 3 Pages: 34601-34601
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.034601
  • NAID: 40019184726
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experimental Assessment of Quasi-Binary Picture of Thermotropics: Induced Smectic A Phase in 7CB-n-Heptane System (2011)
  • Author(s): Y. Yamaoka, Y. Taniguchi, S. Yasuzuka, Y. Yamamura & K. Saito
  • Journal Title: J. Chem. Phys Volume: 135 Issue: 4 Pages: 44705-44705
  • DOI: 10.1063/1.3615491
  • NAID: 120007136813
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 層状有機超伝導体lambda-(BETS)2GaCl4における磁束フロー抵抗の面内異方性 (2013)
  • Author(s): 安塚 周磨
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] スピン揺らぎ超伝導における磁束ダイナミクスの面内異方性効果 (2013)
  • Author(s): 安塚 周磨
  • Organizer: 新学術領域研究「分子自由度が拓く新物質科学」 第7回領域会議
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2013-03-01
• [Presentation] Fourfold Symmetry in Flux Flow Resistivity and Normal State Magnetoresistance in the d-Wave Superconductor k-(ET)2Cu(NCS)2 (2012)
  • Author(s): S. Yasuzuka
  • Organizer: International Symposium on Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom (MDF2012)
  • Place of Presentation: Phoenix Seagaia Resort, Miyazaki, Japan
  • Year and Date: 2012-12-01
• [Presentation] In-plane anisotropy of the vortex dynamics in the layered organic superconductor k-(ET)2Cu(NCS)2 (2012)
  • Author(s): S. Yasuzuka
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2012 (ICSM2012)
  • Place of Presentation: Hyatt Regency Hotel in Atlanta, GA, USA
  • Year and Date: 2012-07-08
• [Presentation] κ-(ET)_2Cu(NCS)_2の渦糸状態における非線形電流-電圧特性 (2012)
  • Author(s): 安塚周磨
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 西宮市・関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] κ-(ET)_2Cu(NCS)_2における上部臨界磁場の面内異方性 (2012)
  • Author(s): 安塚周磨
  • Organizer: 「分子自由度が拓く新物質科学」第6回領域会議
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
  • Year and Date: 2012-01-06
• [Presentation] Low-field angular-dependent magnetoresistance oscillation in β-(BDA-TTP)_2SbF_6 (2011)
  • Author(s): S.Yasuzuka
  • Organizer: International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors, and Ferromagnets 2011 (ISCOM 2011)
  • Place of Presentation: Poland
  • Year and Date: 2011-09-28