2022 Fiscal Year Annual Research Report
Field-temperature phase-diagram of a high quality ruthenate superconductor
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18K04715
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
菊川 直樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主幹研究員 (00442731)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超伝導 / ルテニウム酸化物 / 高品質単結晶育成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，Sr2RuO4の超伝導について，近年高磁場領域にて見出した「新しい超伝導相」をもとに深い知見を得ることである．それにより，異方的超伝導 Sr2RuO4の超伝導対称性の決定へつなげることである．Sr2RuO4では，近年転換点となる，われわれの育成した高品質試料において超伝導転移温度以下でスピン磁化率が減少した．これに基づいて，この物質の超伝導状態についての研究をおこなってきた．弾性率測定から超伝導秩序変数が2成分からなること，さらに一軸圧力下でのミューオンスピン緩和実験から，超伝導転移温度と時間反転対称性を破る温度が，面内方向への一軸圧力下により分離することを見いだした．さらなる1 GPa以上の一軸圧力下で，磁気秩序を発見した．一方，転移点の分離は比熱測定からは見られていないことは，今後の整合性にさらなる研究を必要としている．今年度の大きな成果として弾性熱量効果から，温度-一軸圧力の詳細な相図を得ることもでき，磁気秩序相が超伝導相と隣接することが明確となった．さらには，面間方向への一軸圧力効果による磁場-温度相図も明らかにした．浮遊帯域法での結晶育成については，従来の二層型フィラメントに替わる，単層型フィラメントのハロゲンランプの開発に成功し，より安定した溶融帯を得ることができた．これはSr2RuO4のみならず，これを合金試料育成にも応用でき，レーザーを用いたより集光した溶融帯を得ることで大型化かつ高品質な単結晶を育成できた．この成果も論文にまとめた．今後も育成の改良を重ね高品質化も大型化を合わせもつ単結晶育成への指針を得た．
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