2020 Fiscal Year Research-status Report
精密磁化測定とジョセフソン効果の相互補完による超伝導と反強磁性の共存現象の研究
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20K03838
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
住山 昭彦 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (30226609)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 重い電子系超伝導体 / 反強磁性 / 磁場侵入長 / 自発磁化 / ジョセフソン効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、反強磁性と超伝導が共存する物質としてUPt3を対象とし、精密磁化測定とジョセフソン効果の測定を行った。前者については、圧力セル内で磁化測定を行い、圧力印加による転移温度の低下については、以前に別の単結晶試料で得られた結果を再現した。また、低温での帯磁率の温度変化から磁場侵入長λの温度依存性を導出して、反強磁性が消失する臨界圧力～0.4GPaを境とした変化について調べたところ、秩序変数に線状ノードの存在を示唆する、温度に比例した増大に変化は見られず、秩序変数のノード構造に変化はないことが確認された。一方、その傾き(温度係数)は臨界圧力以上で大きくなることが観察されたが、その増大が臨界圧力で不連続に生じたものであるかについては、本年度に測定を行った圧力だけでは結論づけることができず、次年度に引き続き細かく圧力を変化させて測定を行う必要がある。
一方、ジョセフソン効果については、新たに単結晶のa軸に垂直な表面にジョセフソン素子を作成して測定を行ったところ、作成した２つの素子のうち１つがジョセフソン効果を示した。その素子についても、臨界電流の磁場依存性は、ジョセフソン接合の一様性を示唆するフラウンホーファー回折図形からはかなりずれており、接合の質はまだ不充分であった。この原因として、表面の経年劣化が考えられ、より深く研磨を行う必要があると考えられる。
また、次年度に予定している圧力下でのCePt3Siの研究に向けて、常圧下でのデータの解析を行った。最近、強相関電子系ではない多くの超伝導体で時間反転対称性の破れが報告されており、それらとの比較の観点でデータの解釈の見直しを行い、論文化を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、前期に発出された緊急事態宣言と、その後も続いた学生の入構制限により、研究活動の開始に遅れが生じた。そのため、特に素子の作成から低温下での測定まで日数を必要とするジョセフソン効果の研究については、充分な数の素子で試行を重ねることができず、接合の一様性が確認できる素子を作成することができなかった。次年度は、前期早々から研究を開始できるので、スケジュールの遅れを取り戻せると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、UPt3については、本年度の研究を通じて、臨界圧力以上で磁場侵入長の温度係数の増大が見られたので、引き続き同じ圧力セルでの直流磁化測定を継続し、圧力を細かく変えることで、温度係数の増大が臨界圧力で不連続に生じた現象であるかを検証し、この増大と反強磁性の関係について明らかにする。また、ジョセフソン効果については、本年度の研究を継続し、早期に所望の質の素子を実現することを目指す。常圧での測定で、接合の一様性が確認でき次第、圧力セルに導入して圧力下での測定を行う。
一方、CePt3Siについては、既に常圧での磁化測定により、自発磁化の発生と秩序変数の線状ノードを反映した磁場侵入長の温度依存性が確認されているので、圧力セルに導入して反強磁性が消失する臨界圧力の前後で磁化測定を行う。転移温度付近の零磁場下での測定では自発磁化の検証を、低温高磁場下での測定では磁場侵入長の温度依存性の導出を行い、反強磁性の有無による秩序変数の変化を明らかにすることを目指す。
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