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2015 Fiscal Year Annual Research Report

Cr系超伝導体の新奇超伝導状態の解明と探索

Research Project

Project/Area Number 15H03689
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

小手川 恒  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30372684)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菅原 仁  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60264587)
藤 秀樹  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60295467)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords圧力誘起超伝導 / 核磁気共鳴
Outline of Annual Research Achievements

圧力誘起超伝導体CrAsのAs-NQR(核四重経共鳴)測定を行い、約0.7 GPaの圧力下に存在する磁性-非磁性転移の境界において臨界的挙動が観測されないことを明らかにした。これは磁性-非磁性転移が強い1次相転移であることを示しており、従来の量子臨界点において期待される振舞いとは異なる。よって、CrAsの温度-圧力相図上には量子臨界点が存在していないことが明らかとなった。核磁気緩和率の振舞いから本系の磁気的な量子臨界点は1次相転移で出現する磁気秩序相に覆い隠されていると推測される。また、Knight shift測定のためにAs-NMR(核磁気共鳴)実験を開始した。現状ではa軸方向のみの測定を行っているが、低温でスピン磁化率が増大する振舞いを観測している。この振る舞いは銅酸化物や鉄系超伝導体とは大きく異なっており、CrAsの超伝導は単純な反強磁性的な磁気揺らぎを媒介としていないことが推察される。
また、さらなる超伝導体の探索としてMnSn2やCrNiAsを初めとするいくつかのCr系、Mn系化合物において、圧力下における磁気秩序相の抑制を期待して、圧力下電気抵抗測定を行った。いくつかの物質では磁気秩序相が抑制される振舞いを観測したが、現在のところ、新たな超伝導は見つかっていない。また、Cr2GaNにおいては約170 Kの反強磁性転移は圧力印加と共に緩やかに増加し、圧力下における磁気秩序相の抑制は困難であったが、NをCで一部置換することによって磁気転移が抑えられることが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

CrAsのNQR測定はほぼ終了し、磁場中のNMR測定に移行している。NMR測定においても単結晶試料で信号の観測に成功しており、Knight shiftの測定を開始した段階である。
新たな圧力誘起超伝導の探索としてすでに10程度の化合物の圧力下電気抵抗測定を行っており、こちらも順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

CrAsのKnight shift測定に関しては、今後は詳細な温度変化、圧力変化、磁場方向依存性を測定する。核磁気緩和率との比較から磁気揺らぎの波数依存性や異方性を明らかにし、CrAsの超伝導発現機構について明らかにして行く。
また、対象となる化合物の育成や圧力下電気抵抗測定を通して、さらなる圧力誘起超伝導を発見するために実験を推進する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] The Chinese University of Hong Kong(China)

    • Country Name
      China
    • Counterpart Institution
      The Chinese University of Hong Kong
  • [Presentation] Pressure-induced superconductivity and magnetic fluctuations in CrAs and comparison with Fe-based superconductors2016

    • Author(s)
      H. Kotegawa
    • Organizer
      EMN Prague Meeting
    • Place of Presentation
      Grandior Prague Hotel, Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2016-06-21 – 2016-06-24
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Pressure-induced superconductivity and magnetic correlations in CrAs2016

    • Author(s)
      H. Kotegawa
    • Organizer
      J-Physics: Mini International Workshop
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2016-04-13 – 2016-04-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cr,Mn化合物の圧力下における量子臨界点の探索II2016

    • Author(s)
      南太美雄, 小手川恒, 藤秀樹, 松岡英一, 菅原仁
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-21 – 2016-03-21
  • [Presentation] Cr,Mn化合物の圧力下における量子臨界点の探索2015

    • Author(s)
      南太美雄, 小手川恒, 藤秀樹, 松岡英一, 菅原仁
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [Presentation] 圧力誘起超伝導体CrAsのNMR2015

    • Author(s)
      中原真悟, 小手川恒, 藤秀樹, 菅原仁, 松岡英一, 播磨尚朝
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-16
  • [Presentation] ヘリカル磁性体CrAsの圧力誘起超伝導とNQR測定2015

    • Author(s)
      小手川恒
    • Organizer
      京大基研研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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