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2019 Fiscal Year Annual Research Report

逆ペロブスカイト酸化物の新超伝導体と関連物質の研究

Research Project

Project/Area Number 17J07577
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

池田 敦俊  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Keywords超伝導 / 逆ペロブスカイト酸化物 / ディラック電子 / トポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導
Outline of Annual Research Achievements

Sr(3-x)SnO (x~0.5)の試料について、0.3 Kまでのミューオンスピン回転(μSR)実験を行った。昨年度に1.6 Kまで測定した結果が再現され、さらに低温では試料内のミューオン緩和率が温度にほとんど依存しないことを明らかにした。この結果は超伝導ギャップにノードがないことを意味している。また、ミューオン緩和率から導かれる磁場侵入長が数百ナノメートルであり、5 Kという転移温度を考慮すると非常に長いことがわかった。磁場侵入長が長いという事実はSr(3-x)SnOがドープされたディラック電子系であることと整合的であると同時に、Sr(3-x)SnOにおける超伝導が非従来型である可能性を示唆している。
Sr(3-x)SnOは5 Kと0.8 Kで2段階の超伝導転移を示すが、0.8 Kではミューオン緩和率の増大は見られなかった。ミューオン緩和率の変化が検出限界を下回ったと考えられる。また、ゼロ磁場での測定では時間反転対称性の破れは検出されなかった。この研究はスイスのポール・シェラー研究所との共同研究である。
新しい超伝導体であるCaSb2を発見した。直流・交流磁化率、電気抵抗、比熱の温度依存性において1.7 K以下で超伝導が見られた。転移温度の磁場依存性から、上部臨界磁場は0.2 Tと見積もられた。また、直流磁化率の磁場依存性から下部臨界磁場は5 mTより小さいことがわかった。CaSb2の電子構造は非共型の結晶対称性によって保護されたディラック線を持っている。そのような物質の常伝導状態では特異な物性が理論的に予言されているので、超伝導状態に対してもディラック線がどのように寄与するか興味深い。この研究は京都大学基礎物理学研究所との共同研究である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] ポール・シェラー研究所(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      ポール・シェラー研究所
  • [Int'l Joint Research] ブリティッシュコロンビア大学(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      ブリティッシュコロンビア大学
  • [Journal Article] Superconductivity in the nonsymmorphic line-nodal compound CaSb22020

    • Author(s)
      Ikeda Atsutoshi、Kawaguchi Mayo、Koibuchi Shun、Hashimoto Tatsuki、Kawakami Takuto、Yonezawa Shingo、Sato Masatoshi、Maeno Yoshiteru
    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 4 Pages: 041801(R)

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.4.041801

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Penetration depth and gap structure in the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO revealed by μSR2020

    • Author(s)
      Ikeda Atsutoshi、Guguchia Zurab、Oudah Mohamed、Koibuchi Shun、Yonezawa Shingo、Das Debarchan、Shiroka Toni、Luetkens Hubertus、Maeno Yoshiteru
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Pages: 174503

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.174503

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Negative ionic states of tin in the oxide superconductor Sr3-xSnO revealed by Moessbauer spectroscopy2019

    • Author(s)
      Ikeda Atsutoshi、Koibuchi Shun、Kitao Shinji、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Seto Makoto、Maeno Yoshiteru
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 100 Pages: 245145

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.100.245145

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 逆ペロブスカイト酸化物超伝導体Sr3-xSnOに対するμSR測定の試料依存性2020

    • Author(s)
      池田敦俊、ググチア・ズーラブ、オーダ・モハメッド、鯉渕駿、米澤進吾、ルエトケンス・フベルタス、前野悦輝
    • Organizer
      京都大学 物性科学センター 第18回研究交流会
  • [Presentation] 逆ペロブスカイト酸化物超伝導体Sr3-xSnOに対する極低温μSR実験2020

    • Author(s)
      池田敦俊、ググチア・ズーラブ、オーダ・モハメッド、鯉渕駿、米澤進吾、ルエトケンス・フベルタス、前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会第 75 回年次大会
  • [Presentation] Moessbauer and μSR experiments on the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • Author(s)
      Ikeda Atsutoshi、Kitao Shinji、Guguchia Zurab、Koibuchi Shun、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Luetkens Hubertus、Seto Makoto、Maeno Yoshiteru
    • Organizer
      Oxide superspin Workshop 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spectroscopic results and synthesis improvement of the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • Author(s)
      Koibuchi Shun、Ikeda Atsutoshi、Guguchia Zurab、Kitao Shinji、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Seto Makoto、Luetkens Hubertus、Maeno Yoshiteru
    • Organizer
      Oxide superspin Workshop 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 層状逆ペロブスカイト型酸化物の合成と低温物性2019

    • Author(s)
      池田敦俊、鯉渕駿、川口真世、米澤進吾、前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会 2019 年秋季大会
  • [Presentation] μSR experiments on the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • Author(s)
      Ikeda Atsutoshi、Guguchia Zurab、Koibuchi Shun、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Luetkens Hubertus、Maeno Yoshiteru
    • Organizer
      International Conference on Topological Materials Science 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Moessbauer spectra of the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • Author(s)
      Koibuchi Shun、Ikeda Atsutoshi、Kitao Shinji、Yonezawa Shingo、Seto Makoto、Maeno Yoshiteru
    • Organizer
      International Conference on Topological Materials Science 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Sr3-xSnOにおけるスズの陰イオン状態の観測

    • URL

      https://ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/observation-of-anion-state-of-tin-in-sr3-xsno/

  • [Remarks] CaSb2における超伝導の発見

    • URL

      https://ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/discovery-of-superconductivity-in-casb2/

  • [Remarks] Sr3-xSnOに対するμSR測定

    • URL

      https://ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/%CE%BCsr-on-sr3-xsno/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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