2012 Fiscal Year Research-status Report
重い電子が織りなす反強磁性と超伝導が競合・共奏する系の量子臨界点
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24540366
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
梅原 出 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (90251769)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 重い電子系 / 超伝導 / 高圧力 / 比熱 |
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| Research Abstract |
実績は以下の３つに大別される。（1）空間反転対称性の欠如した圧力誘起型重い電子系超伝導体であるCeRhSi3とCeIrSi3の高圧力下での熱容量測定をおこなった。（2）重い電子系圧力誘起超伝導体であるCeIn3、CeIrIn5、CeCoIn5、CeRh2Si2 およびCeRhIn5、の単結晶を育成した。（3）新たなinsitu圧力装置の開発を始めた。（1）については、世界でも例が極めて少ない高圧力下、磁場中で角度分解の測定を行い、超伝導の対称性を得る実験を開始した。得られた実験データから、(a)両物質ともに反転対称性の欠如した結晶軸方向であるc軸に磁場を印加した場合、７テスラの磁場では、ほとんどTCに変化が見られない結果を得た。これは反転対称性の欠如によるラッシュバー効果が起因となり重い電子のクーパー対が強結合系であることを強く示唆するものである。今回の実験でa軸との異方性が確認されたことでさらに理解が深まったと言える。(b)角度分解能の実験は、圧力約2.5GPa、磁場1テスラの状況で広い角度範囲でおこなった。極めて精度の高い実験が要求されるが、構造が明確に判明する結果を得た。プリリミナリーな実験であるが、少なくともS波超伝導では無く、異方的なギャップ構造を有することは分かった。これにより、CeRhSi3とCeIrSi3は、p波でかつトリプレット超伝導体であっても矛盾しないという極めて興味深い物質群であることが示唆されたことになる。
（2）に関しては、（1）で述べたような研究をこれから多くの物質に拡張するために、単結晶の育成を行ったものであり、単結晶の育成のみならず、その基礎物性の測定を通し、純良性を確認した。極めて良い結果を得ており、今後の研究に発展性をもたらしてくれる。（3）に関しては、物品を購入し、装置の開発の緒についた。困難な実験であるが圧力の印加には成功した。
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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
研究実績の概要で述べた順に記述する。（1）CeRhSi3とCeIrSi3の高圧力下での熱容量測定：少なくともS波超伝導では無く、異方的なギャップ構造を有することを示唆する結果を得たことは、CeRhSi3とCeIrSi3が、p波でかつトリプレット超伝導体であっても矛盾しないという極めて興味深い物質群であることということであり、世界にあまり例を見ない測定が行えたことは大きな成果である。十分以上の到達度であると考えられる。また、測定方法の確立がなれば、多重極限下の物性測定のフィールドに大きなインパクトを与えうる研究であり、これからも継続的に精度の向上につとめ、他の重い電子系圧力誘起超伝導体にも応用して行きたい。（2）CeIn3、CeIrIn5、CeCoIn5、CeRh2Si2 およびCeRhIn5、の単結晶を育成：十分な到達度である。予定していた単結晶より多くの単結晶を得た。CeRh2Si2はチョクラルスキー法により容易に単結晶が得られる物質であるが、今回アークメルトによる溶解とアニールによる単結晶化を組み合わせた方法で1ｍｍ以下であるが純良な単結晶を選択することが出来た。CeIn3、CeIrIn5、CeCoIn5、CeRhIn5の単結晶はセルフフラックス法にて、純良な単結晶を得た。今後の発展を展望する上でも、極めて順調な達成度である。（3）insitu圧力装置の開発： 物品を購入し、装置の開発の緒についた。困難な実験であるが圧力の印加には成功した。世界的な液体ヘリウムの供給量の減少により、新たな実験装置の開発は困難な状況にあると言えるが、室温および液体窒素温度で測定装置の開発を開始している。室温では、insituで3GPaの圧力の印加に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２５年度の以降の研究は以下の３つを中心に遂行される。（1）空間反転対称性の欠如した圧力誘起型重い電子系超伝導体であるCeRhSi3とCeIrSi3の高圧力下での熱容量測定をおこなう。（2）重い電子系圧力誘起超伝導体であるCeIn3、CeIrIn5、CeCoIn5、CeRh2Si2 およびCeRhIn5、の単結晶についても（1）と同様の測定を行うための実験装置を整備する。（3）新たなinsitu圧力装置の開発を進める。（1）については、世界でも例が極めて少ない高圧力下、磁場中で角度分解の測定を行い、超伝導の対称性を得る実験を開始しているので、さらに精度を上げて行く。得られた実験データから、(a)両物質ともに反転対称性の欠如した結晶軸方向であるc軸に磁場を印加した場合、７テスラの磁場では、ほとんどTCに変化が見られない結果を得たので、印加磁場を向上させたい。得られたデータは、反転対称性の欠如によるラッシュバー効果が起因となり重い電子のクーパー対が強結合系であることを強く示唆するものであるので解析を進めたい。 (b)角度分解能の実験は、圧力約2.5GPa、磁場1テスラの状況で測定を行ったが、さらに磁場強度を多くし、角度を精度よく制御する方法を確立する。構造が明確に判明する結果を得ることが重要であるので、極めて精度の高い実験が要求される。２４年度に得たプリリミナリーな実験結果をさらに向上させる。CeRhSi3とCeIrSi3は、p波でかつトリプレット超伝導体であっても矛盾しないということが示唆されたが、決着をつけられるデータを得たい。（2）に関しては、希釈冷凍機温度での測定が望まれるため、その実験装置を整備するところから始めたい。単結晶によっては、（1）と同様の実験環境で実現されるものもあるため、準備を進める。（3）に関しても、さらに装置の改良を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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Research Products
(9 results)
