2023 Fiscal Year Annual Research Report
回転対称性の制御による時間反転対称性の破れた超伝導体の研究
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22K20349
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石原 滉大 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (00961690)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Keywords | 時間反転対称性 / カイラル超伝導 / ボゴリューボフフェルミ面 / カゴメ超伝導体 / 磁場侵入長 / 一軸歪み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、時間反転対称性の破れた超伝導状態が期待されている様々な物質に対して、超伝導ギャップ対称性の観点から超伝導状態の解明を試みた。
ウラン系超伝導体UTe2に対して磁場侵入長測定を行ったところ、磁場の方向に依らず常に磁場侵入長が温度の二乗に従う振る舞いを示し、この結果からポイントノードが対称性の高い軸方向から離れた位置に存在するカイラル超伝導状態が実現していることを明らかにした。また、UTe2の超純良単結晶に対して精密な下部臨界磁場測定を行った結果、上部臨界磁場から熱力学的に期待される値よりも大きく上昇していることを明らかにした。この結果は量子臨界的な磁気揺らぎと関係している可能性があるものの、より詳細なメカニズムの解明は今後の課題である。
カゴメ超伝導体AV3Sb5に対しても磁場侵入長測定を行ったところ、A=Csの試料では符号反転の無い異方的s波超伝導状態が実現していることを明らかにした。また、A=K,Rbの試料の超伝導ギャップ構造も調べたところ、A=Csの試料よりも超伝導ギャップは等方的になっており、さらに非磁性不純物を導入することにより超伝導転移温度が二倍以上に上昇することも見出した。これらの結果はカゴメ超伝導体におけるCDWの構造と超伝導状態が強く関係していることを示唆している。
鉄系超伝導体FeSe1-xSxに対してミューオンスピン回転法の測定を行ったところ、広い範囲のxで時間反転対称性の破れた超伝導状態が実現していることを明らかにした。また、正方晶FeSe1-xSxに対してギャップ構造とその不純物効果を調べたところ、ボゴリューボフフェルミ面が結晶の対称性に守られておらず、偶発的に表れていることを明らかにした。また、一軸歪みを印加することにより、正方晶FeSe1-xSxの超伝導転移温度が大きく変化することも明らかにした。
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Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Two superconducting states with broken time-reversal symmetry in FeSe1-xSx2023
Author(s)
Matsuura K.、Roppongi M.、Qiu M.、Sheng Q.、Cai Y.、Yamakawa K.、Guguchia Z.、Day R. P.、Kojima K. M.、Damascelli A.、Sugimura Y.、Saito M.、Takenaka T.、Ishihara K.、Mizukami Y.、Hashimoto K.、Gu Y.、Guo S.、Fu L.、Zhang Z.、Ning F.、Zhao G.、Dai G.、Jin C.、Beare J. W.、Luke G. M.、Uemura Y. J.、Shibauchi T.
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 120
Pages: e2208276120
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Superconducting gap structure of AV3Sb5 (A=K, Rb) probed by magnetic penetration depth measurements2024
Author(s)
Kota Ishihara, Takuya Nagashima, Masaki Roppongi, Kumpei Imamura, Romain Grasset, Marcin Konczykowski, Brenden R Ortiz, Andrea C Salinas, Stephen D Wilson, Kenichiro Hashimoto, Takasada Shibauchi
Organizer
APS March Meeting 2024
Int'l Joint Research
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[Presentation] Presence/absence of thermal conductivity oscillations and quantized thermal Hall effect in ultra-clean crystals of Kitaev magnet α-RuCl32024
Author(s)
Yuichi Kasahara, Ying Xing, Shota Suetsugu, Tomoya Asaba, Yuhki Kohsaka, Ryuichi Namba, Kumpei Imamura, Kota Ishihara, Kenichiro Hashimoto, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda
Organizer
APS March Meeting 2024
Int'l Joint Research
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[Presentation] キタエフスピン液体候補物質α-RuCl3のsublimation法による単結晶試料合成と特性評価2023
Author(s)
難波隆一, 今村薫平, 池内萌, 出倉駿, 森初果, 宮本辰也, 岡本博, 村山陽奈子, 笠原裕一, 松田祐司, 石原滉大, 橋本顕一郎, 芝内孝禎
Organizer
日本物理学会2023年度春季大会
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[Presentation] ミュオンスピン回転法を用いたFeSe1-xTexにおける時間反転対称性の破れの検証2023
Author(s)
小河弘樹, 六本木雅生, Yipeng Cai, Guoqiang Zhao, Mohamed Oudah, Supeng Liu, 今村薫平, Marta-Villa de Toro Sanchez, Cyrus Young, Jinsong Zhang, Igor Markovic, 渡辺孝夫, 藤井武則, 松浦康平, 石原滉大, 橋本顕一郎, Douglas A. Bonn, 小嶋健児, 植村泰朋, 芝内孝禎
Organizer
日本物理学会2023年度春季大会
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[Presentation] 不純物効果を用いたFe(Se,S)の超伝導ギャップ構造の研究2023
Author(s)
永島拓也, 石原滉大, 小林雅之, 六本木雅生, 松浦康平, 水上雄太, Romain Grasset, Marcin Konczykowski, 橋本顕一郎, 芝内孝禎
Organizer
日本物理学会2023年度春季大会
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[Presentation] AV3Sb5(A = K, Rb)の超伝導ギャップ対称性の研究2023
Author(s)
永島拓也, 石原滉大, 六本木雅生, 今村薫平, Romain Grasset, Marcin Koczykowski, Brenden R. Ortiz, Andrea C. Salinas, Stephen D. Wilson, 橋本顕一郎, 芝内孝禎
Organizer
日本物理学会第78回年次大会
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