低温比熱による有機超伝導体のギャップ構造と波動関数の対称性の探求

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640450
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 中澤 康浩 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (60222163)
• Keywords: 有機超伝導体 / 低温比熱 / 準粒子励起

Research Abstract

本年度はBEDT-TTF分子の形成する2:1塩のうち、分子のダイマー構造が最も強い、κ型の分子配置を持つ10K級の超伝導体である、X=Cu[N(CN)_2]Br,Cu(NCS)_2塩の電子比熱の測定を、希釈冷凍機温度を中心に試料依存性まで含めて行った。X=Cu[N(CN)_2]Br塩に関しては1K以下の低温領域において温度の二乗に比例する電子比熱の寄与がある事が明らかになった。X=Cu(NCS)_2塩の場合、単結晶試料の作成条件によって超伝導特性に相違があることがわかったが、超伝導状態中に残る残留のγの値が、良質な試料でも2mJ/molK^2程度であり、この性質は特性の悪い試料では大きくなる傾向がある。この事は、超伝導ギャップの構造が、乱れや磁気不純物の影響を極めて受け易い性質がある事を示しており、T^2の温度依存性が乱された場合に出てくる傾向である。両塩の低温比熱の磁場依存性に関しては、γ値が弱磁場領域で外部磁場の1/2乗で回復する事が、全ての試料で見出す事が出来た。これらの事実は、超伝導の対称性が、異方的なd-波的なもである可能性を示唆している。同様の実験をより二次元性が顕著にα-(BEDT-TTF)_2NH_4(SCN)_4塩についても行ったが、0.4K以下で、NH_4^+イオンの回転によるエントロピーが現れ、超伝導状態内での準粒子励起と区別が難しくなっていることが判った。強磁場をかけた状態での正確なデータを用いて、分離を試みている。より一次元性の強いTMTSF系の試料については、現在分子の合成を行っているところである。また、計画案に記した装置の改良に関しては、希釈冷凍機に取り付けた、緩和型比熱測定装置のヒーター部分の材料の選定、小型化を試み、測定セルの高精度化に着手し現在も改良は進行中である。

Research Products

• [Publications] Y.Nakazawa and K.Kanoda: "Low-temperature Specific Heat of K-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br in the Superconducting State" Physical Review B. 55. R8670-R8673 (1997)
• [Publications] Y.Nakazawa and K.Kanoda: "Reply to the "Comment on 'Electronic Structure of Insulating Salts of the K-(BEDT-TTF)_2X Family Studied by Low-Temperature Specific Heat Measurements'"" Physical Review B. 56. 951-952 (1997)
• [Publications] Y.Nakazawa and K.Kanoda: "Low-Temperature Specific Heat Studies on Superconductors and Mott Insulators in K-(BEDT-TTF)_2X System" Synthetic Metals. 85. 1563-1564 (1997)
• [Publications] Y.Nakazawa and K.Kanoda: "Thermodynamic Property of Organic Superconductor K-(BEDT-TTF)_2X[X=Cu(NCS)_2,Cu[N(CN)_2]Br]" Physica C. 282-287. 1897-1898 (1997)