2013 Fiscal Year Annual Research Report
アクチノイド化合物の新奇強磁性超伝導の探索と磁場誘起現象
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25247055
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
青木 大 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30359541)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本多 史憲 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90391268)
本間 佳哉 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00260448)
李 徳新 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40281985)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強磁性超伝導 / スピン三重項 / 強磁性量子臨界点 / 国際情報交換 / フランス |
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| Research Abstract |
ウラン化合物における強磁性超伝導の発見と磁場誘起超伝導（磁場で安定化する超伝導）の発見は重い電子系の物理に大きなブレークスルーをもたらした。研究代表者は一貫してこのテーマに取り組んでおり、これまでの知識・経験・技術を生かして、本研究では：(1)アクチノイド化合物における新奇強磁性超伝導体の発見、(2)純良単結晶育成を行ない、磁場誘起超伝導を含む極限環境下の量子臨界現象と強磁性超伝導に絡む新現象の探索を目指す。
本年度は、URhGe、UCoGeの純良単結晶育成を行ない、試料評価のための環境整備を行った。具体的にはチョクラルスキー法で単結晶育成を行ない、テトラアーク炉、放電加工機、X線装置等の整備を行った。同時に試料育成は、フランス、グルノーブルのCEAでも行ない、超高真空下での高温アニールを行なうことで純良単結晶育成に成功した。
極低温、強磁場下での電気抵抗、ホール係数、熱電能、シュブニコフ・ドハース測定により、リエントラント超伝導が出現する近傍の振る舞いを詳細に調べた。その結果、斜方晶のb軸方向に磁場を加えたときのみ、電子の有効質量が増大し超伝導が強磁場中で出現することを明らかにした。また、有効質量だけでなく、フェルミ面の強磁場中での不安定性が超伝導の発現にきわめて重要であることを見出した。これらの詳細に調べるために、ドハース・ファンアルフェン効果の測定システムを立ち上げることになった。金研・大洗では液体ヘリウムの購入がきわめて困難であるので、液体ヘリウムの再凝縮装置を購入した。
強磁性超伝導体だけでなく、強磁性量子臨界点近傍に位置する物質の極限環境下の物性測定も行ない、電子状態を詳細に調べた。
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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
さまざまな試料育成法を開発しながら、当初の目的の一つであった強磁性超伝導体の純良単結晶育成に成功した。この試料は、共同研究者にも提供されさまざまな成果を挙げている。とくにフェルミ面の不安定性に着目した実験結果は、今後のドハース・ファンアルフェン効果の実験計画にもつながっており、当初の研究目的にほぼ合致している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の導入したヘリウム再凝縮装置の整備を進めて、ドハース・ファンアルフェン効果の実験をすすめる。東北大金研・大洗センターでは液体ヘリウムの購入がきわめて困難であり、今後の需給バランスによっては実験を進められない可能性もある。その際は、研究協力を行なっているCEA-Grenobleで試料育成、実験をすすめる予定である。
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Multiband Superconductivity in KFe2As2: Evidence for One Isotropic and Several Lilliputian Energy Gaps2014
Author(s)
Hardy F, Eder R, Jackson M, Aoki D, Paulsen C, Wolf T, Burger P, Boehmer A, Schweiss P, Adelmann P, Fisher RA, Meingast C
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 83
Pages: 014711
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Polarized Neutron on URu2Si22013
Author(s)
Bourdarot F, Ressouche E, Ballou R, Raymond S, Aoki D, Martin N, Regnault LP, Simonet V, Fernandez-Diaz MT, Stunault A, Taufour V, Flouquet J
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Journal Title
Physics Procedia
Volume: 42
Pages: 4-9
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Strong Pauli-limiting behavior of Hc2 and uniaxial pressure dependencies in KFe2As22013
Author(s)
Burger P, Hardy F, Aoki D, Boehmer AE, Eder R, Heid R, Wolf T, Schweiss P, Fromknecht R, Jackson MJ, Paulsen C, Meingast C
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 88
Pages: 014517
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evidence of Strong Correlations and Coherence-Incoherence Crossover in the Iron Pnictide Superconductor KFe2As22013
Author(s)
Hardy F, Boehmer AE, Aoki D, Burger P, Wolf T, Schweiss P, Heid R, Adelmann P, Yao YX, Kotliar G, Schmalian J, Meingast C
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 111
Pages: 027002
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic Structure of Phase II in U(Ru0.96Rh0.04)(2)Si-2 Determined by Neutron Diffraction under Pulsed High Magnetic Fields2013
Author(s)
Kuwahara K, Yoshii S, Nojiri H, Aoki D, Knafo W, Duc F, Fabreges X, Scheerer GW, Frings P, Rikken GLJA, Bourdarot F, Regnault LP, Flouquet J
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 110
Pages: 216406
DOI
Peer Reviewed
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