2020 Fiscal Year Research-status Report
Research on the mechanism of exotic superconductivity coupled with quantum critical fluctuations
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20K03852
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
横山 淳 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (70361285)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子臨界現象 / 超伝導 / 磁気秩序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、エキゾチック超伝導体CeCoIn5が示す異常な超伝導物性「磁気変調を伴う超伝導相(Q相)」や「レゾナンスピーク」の機構と、それらに対する量子臨界揺らぎの役割を解明するため、CeCoIn5のZnイオンおよびNiイオン置換系に対して巨視・微視的研究を行っている。特に、イオン置換量を制御することによって、磁気秩序や非フェルミ液体状態の性質と異常超伝導状態の相関を明らかにし、量子臨界現象がもたらす異常な超伝導物性の発現に関して包括的な理解を目指している。
今年度は、Zn置換系において磁場誘起反強磁性相とその量子臨界揺らぎを極低温下の比熱や磁化によって観測することに成功し、さらに比熱のスケーリング解析などの詳細なデータ分析を行うことによって、CeCoIn5でみられる磁場誘起量子臨界揺らぎの起源を解明する重要な手掛かりを得ることができた。この成果は国際会議の招待講演で発表したほか、現在、この成果を論文としてまとめている。共同研究者と進めている核磁気共鳴やミュオンスピン緩和、角度分解光電子分光などの先端的微視測定においても重要な成果を得ており、成果を公表する準備中である。また、Niイオン置換系に関しては極低温伝導測定により、超伝導秩序と反強磁性量子臨界点の相関に関する重要な知見を得ることに成功した。次年度は、この結果については引き続き探求していくとともに、これらの成果を踏まえ、両イオン置換系に対するさらなる微視測定を予定している。
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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
本年度は、CeCoIn5の様々な異常超伝導物性の起源や量子スピン揺らぎとの関係性を包括的に理解するために、ZnおよびNiイオン置換系における量子臨界揺らぎの研究を展開することができ、それらに関する重要な知見を得ることができた。また、国内外の共同研究者とともに、上記の系の微視測定を強力に進めることができた。これらの結果をもとに、現在、複数の論文を国際誌に投稿する準備中である。さらに、次年度以降に行うべき課題が明確になり、CeCoIn5の様々な異常物性の起源や量子スピン揺らぎとの関係性の包括的な理解に向け、推進できる状況にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究計画として、まずZn置換系に関しては、磁気秩序と超伝導秩序の相関に関する微視的な知見を得るために、中性子散乱などの微視測定を予定しており、必要なビームタイムを得ている。また、共同研究者とともにミュオンスピン緩和や核磁気共鳴実験、角度分解光電子分光実験を引き続き行っていく。Ni置換系に関しては、今年度得られた超伝導秩序と反強磁性量子臨界点の相関に関する発見をより確かにする追加実験を行い、早急に成果を公表していく。また、この系に関しても中性子散乱などの微視測定を進める具体的な手続きを進めている。これらの実験結果を得ることによって、本課題の目標であるCeCoIn5の様々な異常物性の起源に対する包括的な理解を目指していく。
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[Presentation] 重い電子系超伝導体CeCoIn5におけるNi置換効果のNMR2021
Author(s)
酒井宏典, 徳永陽, 芳賀芳範, 神戸振作, J.-X. Zhu, F. Ronning, 小手川恒, 藤秀樹, 鈴木康平, 大島佳樹, 横山淳
Organizer
日本物理学会第76回年次大会
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[Presentation] 重い電子系超伝導体CeCoIn5においてZn置換による不均一電子状態2020
Author(s)
酒井宏典, 徳永陽, 芳賀芳範, 神戸振作, J.-X. Zhu, F. Ronning, S. K. Ramakrishna, A. P. Reyes, 鈴木康平, 大島佳樹, 横山淳
Organizer
日本物理学会2020年秋季大会
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