2022 Fiscal Year Annual Research Report
ディラック半金属PdTe2における圧力誘起トポロジカル相転移と超伝導特性
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20H01851
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
大村 彩子 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60425569)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
名嘉 節 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, 主席研究員 (30344089)
石川 文洋 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50377181)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超伝導物性 / 高圧物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究期間3年目では下記の内容について成果が得られた：
PdTe2は金属ドープや置換による超伝導転移温度（Tc）の上昇が先行研究より報告されている。本課題ではPdTe2の超伝導性の解明が目的だが，ドープ系についても系統的に物性を調べることが重要であると認識し，中でも大きなTc上昇がみられるPdサイトの一部をAu置換した系AuxPd1-xTe2に注目した。前年度末より多結晶試料の作製を着手し，今年度は最も高いTc=4.65 Kを示すx=0.35組成の高圧力下で超伝導性と結晶構造の圧力依存性を調べた。
その結果，3 GPaまでのTcの圧力依存性ではPdTe2と同様に極大を示し，複数試料の測定によりその再現性も確認した。ただし，観測した圧力範囲でのTc値の変動は小さく，常圧Tcに対する極大Tcの上昇率もまたPdTe2の5分の1程度である。そのため，Tc極大を示すメカニズムがPdTe2と同様であるかはまだ不明である。また，磁場中での電気抵抗測定および比熱測定により，x=0.35組成試料は第二種超伝導体であることを示した。また，得られた超伝導相図において臨界磁場を上部臨界磁場を記述する Werthamer-Helfand-Hohenberg（WHH）モデル曲線と比較したところ，常圧および高圧下ともに電気抵抗測定で得られた実験結果はWHH曲線からやや上方に逸脱するふるまいがみられた。一方，Tc極大がPdTe2と同様に格子の硬化が関与しているか否かを明らかにするために放射光Ｘ線回折におり構造解析を実施し，10 GPaまでの圧力範囲で詳細な構造パラメータを得ることができた。
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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
本課題期間での開発を目指す表面敏感な測定手法の構築については，圧力封止の点でまだ改善の余地があり確立にはいたっておらず，当初の計画よりやや遅れてる。そのため，今年度より本格的に置換系試料を含めた計画に展開した。母物質を含めて組成依存性を調べることで，PdTe2および系列物質のバルク超伝導性を系統的に理解する方針だが，こちらは順調に進められている。この点も踏まえて今年度の進捗状況を（2）とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
表面敏感な新規測定法の構築は本研究期間を通じた課題である。試料室回りの安定した圧力発生が必要不可欠だが，この点が不十分なために引き続き改良を進める。来年度は，今年度より本格的に着手したAu置換系試料AuxPd1-xTe2の研究をより広い組成範囲で実施する。組成としては，x=0.15および0.25を実施予定である。常圧下で実施された先行研究の結果よりx=0.15と0.25の間で超伝導性に変化がみられており，多重極限下の測定で超伝導相図を取得し，今年度のx=0.35の結果とあわせて議論する。また，Au置換系についてもPdTe2と同様に特異な表面超伝導の有無を交流帯磁率測定で確認する予定である。
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[Presentation] Structural and superconducting properties of PdTe2 under high pressure2022
Author(s)
Ayako Ohmura, Yusaku Furue, Tadachika Fujino, Kyohei Tanaka, Marc V. Salis, Huaqian Leng, Fumihiro Ishikawa, Takashi Naka, Satoshi Nakano, Yingkai Huang, and Anne de Visser
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
Int'l Joint Research
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