2016 Fiscal Year Research-status Report
空間反転対称性の破れた超伝導体の物性解明と上部臨界磁場の高度化
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16K06712
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
磯部 雅朗 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点・強相関物質グループ, グループリーダー (10354309)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 正男 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点・材料特性理論グループ, 主席研究員 (40222723)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 強相関電子系 / 空間反転対称性 / 電子構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、空間反転対称性の破れた超伝導体を対象として、その異常な超伝導状態の性質を明らかにすること、そして、高い上部臨界磁場（Hc2）を持つ新たな超伝導体を開発することにある。具体的には、代表者が最近合成に成功した対称中心を持たない新しい超伝導体 SrAuSi3を取り上げ、試料の高品質化を図ると共に、その結晶構造と物性を詳細に調べる。電気抵抗測定、磁気測定、比熱測定、muSR（ミューオン・スピン回転）測定、第一原理バンド計算などを行い、超伝導特性、電子構造、超伝導パラメータ、超伝導ギャップ構造、クーパー対の対称性を明らかにする。さらに、希土類や遷移金属元素の置換を行い、強相関効果などを利用してHc2の高度化を図る。
平成28年度は、SrAuSi3の温度・圧力などの合成条件を詳細に検討・見直した結果、不純物相混入の極めて少ないほぼ単一相の試料を作製することに成功した。この良質試料を用いてＸ線回折リートベルド構造解析を行い、構造パラメータの精密化を行った。さらに、電気抵抗・磁化率・比熱などの物性測定を進め、超伝導特性を明らかにした。特に、極低温・磁場下での電子比熱から超伝導ギャップ構造に関する検討を行った。また、精密化された結晶構造パラメータを用いて第一原理計算を行い、バンド構造とフェルミ面形状を明らかにした。反対称スピン・軌道相互作用によるフェルミ面分裂の大きさを評価した。他方、元素置換による関連物質の探索なども開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SrAuSi3の温度・圧力などの合成条件を詳細に検討・見直した結果、不純物相混入の極めて少ないほぼ単一相の試料を作製することに成功した。この良質試料を用いてＸ線回折リートベルド構造解析を行い、構造パラメータの精密化を行った。さらに、電気抵抗・磁化率・比熱などの物性測定を進め、超伝導特性を明らかにした。特に、極低温・磁場下での電子比熱から超伝導ギャップ構造に関する検討を行った。また、精密化された結晶構造パラメータを用いて第一原理計算を行い、バンド構造とフェルミ面形状を明らかにした。反対称スピン・軌道相互作用によるフェルミ面分裂の大きさを評価した。他方、元素置換による関連物質の探索なども開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度明らかにした基礎物性データ（伝導特性、磁気特性、比熱）、バンド構造、フェルミ面形状、反対称スピン・軌道相互作用によるフェルミ面分裂をより詳細に解析する。さらに、muSR やSTMなどの分光測定を行う。これにより、超伝導特性、電子構造、超伝導パラメータ、超伝導ギャップ構造、クーパー対の対称性を明らかにする。従来超伝導との相違点を明確にし、空間反転対称性の破れによる普遍的な性質を理解することに努める。また、対称中心の無い新規の超伝導体の探索も進める。
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| Causes of Carryover |
H28年度は、試料合成用の原料試薬と第一原理計算用のグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を購入した。合成及び評価実験には、これまでに備蓄していた消耗品を使って概ね進めることが出来たため、H28年度は原料試薬以外に買い足す必要がなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
原料試薬や高圧合成用の貴金属カプセル、実験用小物、測定用消耗品等を購入する予定である。
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