ハニカム構造を持つ遷移金属化合物における新奇超伝導状態の探索

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K03748
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 工藤 一貴 大阪大学, 理学研究科, 教授 (40361175)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: カイラル超伝導 / ハニカムネットワーク

Outline of Annual Research Achievements

ハニカム構造を持つ遷移金属ニクタイド超伝導体の単結晶を育成してミュオンスピン回転／緩和実験を行い、超伝導状態においてミュオンスピン緩和率の増大を観測した。この結果は、超伝導状態において自発磁場が発生していることを示唆する。そのミュオンスピン緩和率の増大は、不純物をドープすることによって消失した。これらの結果は、従来型の超伝導状態では説明することができない。ハニカムネットワークではカイラル超伝導の発現が理論的に予測されている。カイラル超伝導の電子対は自発磁場を発生する。現在、詳細な解析を進めながら、この系の超伝導電子対に関する検討を慎重に行っている。
本研究を進めていくうちに、カイラル超伝導に関する普遍的な知見を得るには、ハニカム構造と関連する他の構造を有する超伝導体と比較しながら系統的に実験を進めることが必要であることが分かってきた。そこで、本研究では、対称性から、ハニカムネットワークと同様にカイラル超伝導の発現を期待することができる三角形ネットワークとカゴメネットワークを有する超伝導体の探索を進めた。今年度は、三角形ネットワークを持つ新超伝導体の開発を行い、その結果、２種類の新超伝導体を発見し報告することができた。昨年度に、カゴメネットワークを持つ新超伝導体を2つ報告している。したがって、本研究により、新奇超伝導状態を探索するための舞台として、三角形、ハニカム、カゴメネットワークを持つ超伝導体が揃った。今後、これらの良質な単結晶を育成し、ミュオンスピン回転／緩和実験を行い、カイラル超伝導について系統的かつ普遍的な知見を得る方向へと研究を発展させていくつもりである。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Paul Scherrer Institut (PSI)(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: Paul Scherrer Institut (PSI)
• [Journal Article] Enhanced Superconductivity in Close Proximity to Polar-Nonpolar Structural Phase Transition in Se/Te-Substituted PtBi2 (2022)
  • Author(s): K. Takaki, M. Yamamoto, M. Nakajima, T. Takeuchi, H. Y. Nguyen, M. Nohara, Y. Kishioji, T. Fujii, K. Yoshino, S. Miyasaka, and K. Kudo
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 91 Pages: 034703 (1-6)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.91.034703
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superconductivity of the Stuffed CdI2-type Pt1+xBi2 (2021)
  • Author(s): K. Kudo, H. Y. Nguyen, C.-g. Oh, K. Takaki, and M. Nohara
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 90 Pages: 063706 (1-4)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.90.063706
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pressure Induced Spectral Redistribution due to Te2 Dimer Breaking in AuTe2 (2021)
  • Author(s): D. Ootsuki, H. Okamura, S. Mitsumoto, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, M. Arita, T. Yoshida, K. Kudo, H. Ishii, M. Nohara, and T. Mizokawa
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 90 Pages: 114705 (1-5)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.90.114705
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 三角形・ハニカム・カゴメネットワークを持つ超伝導体の物質開発 (2022)
  • Author(s): 工藤一貴
  • Organizer: 日本中間子科学会研究会「ミュオンで見る磁性・超伝導物質研究の最前線」
  • Invited
• [Presentation] Superconductivity in Pt1+xBi2 with a stuffed CdI2-type structure (2022)
  • Author(s): 工藤一貴
  • Organizer: 令和 3 年度 新学術領域研究「量子液晶の物性科学」領域研究会
• [Presentation] ハニカムネットワークを持つBaPt(As1-xSbx)の合成と超伝導特性 (2022)
  • Author(s): 小川泰輝、竹内徹也、木田孝則、萩原政幸、工藤一貴
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会
• [Presentation] Ba(Fe1-xCrx)2As2 における電荷ネマティックラマン応答のCr置換量依存性 (2022)
  • Author(s): 片山和郷、足立徹、小林達也、中島正道、宮坂茂樹、工藤一貴
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会
• [Presentation] 化学ドープした PtBi2 における超伝導転移温度の上昇 (2022)
  • Author(s): 高木健輔、竹内徹也、中島正道、工藤一貴
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会
• [Presentation] SeドープPtBi2薄膜の超伝導特性 (2022)
  • Author(s): 前田将輝、徳田将志、中村瞭弥、高木健輔、工藤一貴、新見康洋
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会
• [Presentation] Superconductivity of the Fully and Partially Ordered Laves Phase Compounds (2021)
  • Author(s): K. Kudo, T. Honda, H. Hiiragi, and M. Nohara
  • Organizer: International Conference on Quantum Liquid Crystals 2021 (QLC2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chiral Superconductivity in BaPtAs1-x Sbx with a Honeycomb Network (2021)
  • Author(s): T. Adachi, K. Kudo, Y. Saito, T. Sumura, K. Kawabata, T. Takeuchi, A. Koda, H. Okabe, R. Kadono, T. U. Ito, W. Higemoto, C. Baines, I. Watanabe, and M. Nohara
  • Organizer: International Conference on Quantum Liquid Crystals 2021 (QLC2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 秩序型ラーベス相構造を利用した超伝導体の開発 (2021)
  • Author(s): 工藤一貴
  • Organizer: 令和 3 年度「第 2 回 強磁場コラボラトリー オンラインセミナー」
  • Invited
• [Presentation] 秩序型ラーベス相化合物の超伝導物質開発 (2021)
  • Author(s): 工藤一貴
  • Organizer: 第5回固体化学フォーラム研究会
  • Invited
• [Presentation] インターグロース構造を利用した層状ペロブスカイト型 V 酸化物の相転移現象の研究 (2021)
  • Author(s): 藤井隆弘、中島正道、工藤一貴
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会
• [Presentation] ハニカム構造を持つBaPt(As1-xSbx)の超伝導 (2021)
  • Author(s): 小川泰輝、竹内貴亮、齋藤有紀、竹内徹也、宮坂茂樹、中島正道、野原実、工藤一貴
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会
• [Presentation] CdI2型Pt(Bi1-xChx)2 (Ch = Se, Te) の超伝導 (2021)
  • Author(s): 高木健輔、山本真由、中島正道、竹内徹也、Hoang Yen Nguyen、野原実、宮坂茂樹、工藤一貴
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会
• [Remarks] 大阪大学大学院理学研究科物理学専攻工藤研究室ホームページ
  • URL: http://qm.phys.sci.osaka-u.ac.jp