2010 Fiscal Year Annual Research Report
空間反転対称性の破れた重い電子系物質のスピン軌道相互作用と超伝導
| Project/Area Number |
22340088
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
木村 憲彰 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (30292311)
|
|---|
| Keywords | 強相関電子系 / 磁性 / 低温物性 / 超伝導 / 物性実験 / 電子構造 / 結晶育成 / フェルミ面 |
|---|
| Research Abstract |
今年度は、空間反転対称性の破れに起因する超伝導多重相図を明らかにするため、CeRhSi3の磁性の消失する圧力近傍での超伝導の振る舞いを、電気抵抗、交流帯磁率を用いて詳細に調べた。
電気抵抗からは、超伝導上転移温度よりも高温側の常伝導状態において、磁気的なものに由来すると思われる異常を観測した。超伝導と磁性の温度-磁場-圧力相図は複雑で、従来考えられてきた、磁気秩序温度が圧力とともに絶対零度に落ち込む量子臨界点の近傍で超伝導相が発現するといった、単純な描像では理解できない可能性があることを示唆している。
交流帯磁率からは、磁性が消失する圧力以下で、きわめてピン止めの弱い領域が出現することを明らかにした。この実験結果は、高温超伝導体などで知られている超伝導揺らぎによって解釈できる。この超伝導揺らぎは磁性と深く結びついており、重い電子系における磁性と超伝導問題の理解に重要な示唆を与える発見であるといえる。
今年度はCeRhSi_3のフェルミ面に関する研究も行った。CeRhSi_3はf電子が遍歴していると考えられるが、バンド計算との対応が悪い。そこで、f電子の遍歴性がより強いと考えられるCeCoSi_3の純良単結晶を育成し、ドハース・ファンアルフェン効果の測定を行った。その結果、CeCoSi_3のフェルミ面は、CeRhSi_3のバンド計算によって定性的に説明できることがわかった。また、反対称スピン軌道相互作用によって分裂したフェルミ面間の磁気破壊を観測し、分裂したフェルミ面のサイクロトロン有効質量が著しく異なることを明らかにした。CeRhSi_3の実験と計算の対応が悪かったのは、空間反転対称性の破れに起因する磁気破壊や重い電子の特徴と思われる有効質量のスピン依存性などが原因のひとつだった可能性がある。
|
