2017 Fiscal Year Annual Research Report
High-pressure study of quantum phase transition and exotic superconductivity associated with orbital degrees of freedom
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15K05161
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
松林 和幸 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (10451890)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 圧力誘起相転移 / 超伝導 / 軌道秩序 / 量子臨界現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低温で四極子秩序を示すPrTr2Al20(Tr=Ti,V)の圧力効果による四極子不安定性にともなって発現する重い電子超伝導や新奇な量子現象の特徴を実験的に明らかにすることを目的とした。最終年度では、PrTi2Al20の強四極子秩序が消失する11 GPaも含む広い圧力領域までの高圧・極低温・磁場相図の完成させるために、圧力セルの改良に取り組んだ。具体的には、高圧力発生の試料空間を従来型の50 ％程度にすること、また圧力媒体にアルゴンを用いることで、高い静水圧性を維持しながら12 GPa程度の高圧力を安定的に発生させることが可能となり、PrTi2Al20の強四極子秩序が消失する臨界圧力付近における希釈冷凍機温度域までの上部臨界磁場および常伝導状態における電気抵抗率の温度依存の精密測定に成功した。その結果、パウリリミットを超えた高い上部臨界磁場を示すことが明らかとなったが、この系を記述する有効理論模型において超伝導を担う電子がf電子を含むことで生じる質量不均衡によって上部臨界磁場が異常な増大を示すという予測と整合する。また、超伝導を磁場によって抑制した常伝導領域では、四極子近藤効果に起因する非フェルミ液体的挙動が観測された。さらに強四極子秩序が消失する臨界圧力付近を境として、四極子近藤効果を特徴付けるエネルギースケールが圧力とともに顕著な増大を示すことも見出した。また、改良に成功した圧力セルを用いることで、非磁性の層状化合物Ta2NiSe5で実現する励起子凝縮と超伝導の相関を示唆する詳細な温度-圧力相図を得ることにも成功した。
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Research Products
(16 results)
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[Presentation] 重い電子系化合物Yb(Co1-xIrx)2Zn20の物性2018
Author(s)
瑞慶覧長星, 佐藤信, 高村治希, 小林理気, 阿曽尚文, 植田大地, 池田陽一, 吉田雅洋, 吉澤英樹, 松林和幸, 郷地順, 上床美也
Organizer
日本物理学会 第73回年次大会
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