Charge Kondo effect in valence-skipper-doped superconductor

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26610102
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 椋田 秀和 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90323633)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 超伝導

Outline of Annual Research Achievements

原子価スキップ元素(Tl)をドープした新奇超伝導体(Pb1-xTlxTe)において提唱されている”Negative-U”と呼ばれる新しい超伝導機構の可能性を追究した。いくつかの組成x=0(母相),0.35at%(ドープ、非超伝導),1.0at%(ドープ、超伝導)の単結晶試料においてTe核の核磁気共鳴実験を、12テスラの高磁場、広い温度域に対して行った。その結果、ドーパントであるTl原子からの距離に依存して局所電子状態が大きく空間変化していることが、近隣に存在しているTeサイトのKnight shift測定およびNMR緩和率の実験からわかった。Tlをドープしてない母物質PbTeでは見られないため、この結果はTlドーパントの存在に由来することがわかった。さらに、電荷近藤効果に由来すると考えられている電気抵抗の上昇と対応するミクロな情報として、電子状態の動的性質を反映する1/T1T が10K以下の低温で異常に上昇していることが、超伝導の組成域の試料(x=1.0at%)のみで観測された。一方超伝導にならない組成域の試料(x=0,0.35at%)にはその異常は観測されなかった。マクロ測定と理論から電荷近藤効果と考えられてきた本現象をミクロな視点からも本質的であることが裏付けられ、異常な揺らぎを伴う局所電子状態が超伝導を示す試料にのみ見られたことから超伝導との関連を示唆することができた。ドーパントの局在6s軌道の電子が、伝導電子と混成しながら、試料全体へ渡って広くコヒーレンスが発達していることが超伝導の出現条件と関連していると思われる。以上、ミクロな視点からTlからの距離に依存した局所電子状態と、電荷近藤効果に起因する動的な電子状態と超伝導の関係を示唆する新しいミクロな視点からの知見が得られた。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Stanford univ(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Stanford univ
• [Journal Article] Superconductivity and Antiferromagnetic Spin Fluctuations in LaFe(As1-xPx)(O1-yFy) probed by 31P-NMR (2017)
  • Author(s): T. Shiota, H. Mukuda, M. Uekubo, F. Engetsu, M. Yashima, Y. Kitaoka, K. T. Lai, H. Usui, K. Kuroki, S. Miyasaka, and S. Tajima
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: - Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Enhancement of Tc in CeIr(In1-xCdx)5 studied by In-NQR (2017)
  • Author(s): M. Yashima, K. Tani, K. Nishimoto, H. Mukuda, Y. Kitaoka, F. Honda, R. Settai, and Y.Onuki
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: - Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Multiple Antiferromagnetic Spin Fluctuations and Novel Evolution of Tc in Iron-based superconductors LaFe(As1-xPx)(O1-yFy) revealed by 31P-NMR Studies (2016)
  • Author(s): T. Shiota, H. Mukuda, M. Uekubo, F. Engetsu, M. Yashima, Y. Kitaoka, K. T. Lai, H. Usui, K. Kuroki, S. Miyasaka, and S. Tajima
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 85 Pages: 053706/1-4
  • DOI: DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.85.053706
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Novel Interplay between High-Tc Superconductivity and Antiferromagnetism in Tl-based Six-CuO2-Layered Cuprates : 205Tl and 63Cu-NMR Probes (2016)
  • Author(s): H, Mukuda, N. Shiki, N. Kimoto, M. Yashima, Y. Kitaoka, K. Tokiwa, and A. Iyo
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 85 Pages: 083701/1-4
  • DOI: DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.85.083701
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] バレンススキップ元素をドープした超伝導体における電荷近藤効果 (2017)
  • Author(s): 椋田秀和，松村隆史，牧翔太，八島光晴，北岡良雄，村上博成，P. Giraldo-Gallo，I. Fisher， T.Geballe
  • Organizer: 日本物理学会 2017年 春季大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-20
• [Presentation] ダイヤモンドアンビルセルを用いた超高圧NMR測定の開発III (2017)
  • Author(s): 阪野文秀, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 榮永茉利, 益田明宜, 清水克哉, M. I. Eremets, A. P. Drozdov
  • Organizer: 日本物理学会 2017年 春季大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-19
• [Presentation] 重い電子系化合物CeRhIn5の共存相におけるIn-NQRによる研究 (2017)
  • Author(s): 八島光晴, 道添竜治, 椋田秀和, 北岡良雄, 宍戸寛明, 摂待力男, 大貫惇睦
  • Organizer: 日本物理学会 2017年 春季大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] β´´-(ET)4[(H3O)Ga(C2O4)3]Z(Z = CH2Cl2 , PhNO2)のD-NMRによる研究 (2017)
  • Author(s): 吉田幸司, 八島光晴, 椋田秀和, 北岡良雄, 今城周作, 圷広樹, 中澤康浩
  • Organizer: 日本物理学会 2017年 春季大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] A15型超伝導体V3SiのSi-NMRによる研究 (2017)
  • Author(s): 安藝将也, 川崎祐, 岸本豊, 中村浩一, 小山岳秀, 水戸毅, 八島光晴, 椋田秀和, 小手川恒, 菅原仁
  • Organizer: 日本物理学会 2017年 春季大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] Cu-NMRによる超低ドープ三層型銅酸化物Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x (2017)
  • Author(s): 坂本拓矢, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 足立伸太郎, 渡辺孝夫
  • Organizer: 日本物理学会 2017年 春季大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] Cu-NMRナイトシフトによる多層型銅酸化物の層間結合効果 (2017)
  • Author(s): 寺西慎伍, 坂本拓矢, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 常盤和靖, 伊豫彰
  • Organizer: 日本物理学会 2017年 春季大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] Development of diamond-anvil-NMR for study of sulfur hydride and exotic superconductivity in valance skipper-doped PbTe (2017)
  • Author(s): H. Mukuda
  • Organizer: RIKEN-CEMS-QPEC Topical Meeting on Superconductivity under Extreme Conditions
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2017-01-16
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 原子価スキップ現象が引き起こす新奇量子伝導現象の微視的研究 (2016)
  • Author(s): 椋田秀和
  • Organizer: 第1回豊中地区研究交流会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2016-12-20
• [Presentation] 単結晶NMRによるPb1-xTlxTeにおける電荷近藤効果の可能性 (2016)
  • Author(s): 椋田秀和，松村隆史，牧翔太，八島光晴，北岡良雄，村上博成，P. Giraldo-Gallo，I. Fisher， T.Geballe
  • Organizer: 日本物理学会 2016年 秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] 重い電子系化合物CeRhIn5の圧力下In-NQRによる研究 (2016)
  • Author(s): 八島光晴, 道添竜治, 椋田秀和, 北岡良雄, 宍戸寛明, 摂待力男, 大貫惇睦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] 超高圧下硫化重水素における2D-NMR (2016)
  • Author(s): 阪野文秀, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 榮永茉利, 益田明宜, 清水克哉, M. I. EremetsB, . P. Drozdo
  • Organizer: 日本物理学会 2016年 秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] 31P-NMRによる鉄系超伝導体LaFe(As1-xPx)(O1-yHy)の電子過剰域の超伝導状態 (2016)
  • Author(s): 塩田貴佳, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 上久保将大, 臼井秀知, 黒木和彦, K. T. Lai, 宮坂茂樹, 田島節子
  • Organizer: 日本物理学会 2016年 秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] β”-(ET)4[(H3O)Ga(C2O4)3]Z(Z = CH2Cl2 , PhBr)のD-NMRによる研究 (2016)
  • Author(s): 吉田幸司, 八島光晴, 椋田秀和, 北岡良雄, 今城周作, 圷広樹, 中澤康浩
  • Organizer: 日本物理学会 2016年 秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] Cu-NMRによる超低ドープ三層型銅酸化物Bi2Sr2Ca2Cu3O(10+x)の低温での磁気異常 (2016)
  • Author(s): 坂本拓矢, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 足立伸太郎, 渡辺孝夫
  • Organizer: 日本物理学会 2016年 秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] ダイヤモンドアンビルセルを用いた超高圧NMR測定の開発II (2016)
  • Author(s): 阪野文秀, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 榮永茉利, 益田明宜, 清水克哉, M. I. Eremets, A. P. Drozdov
  • Organizer: 日本物理学会 2016年 秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] Te-NMRによるPb1-xTlxTe (x=0~0.01)超伝導体における電荷移動揺らぎの探索 (2016)
  • Author(s): 椋田秀和
  • Organizer: 豊田理研ワークショップ「高温超伝導をめぐる最近の発展と展望」
  • Place of Presentation: トヨタ産業技術記念館（愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2016-07-31
  • Invited
• [Presentation] Search for valence fluctuations on superconductor Pb1-xTlxTe by 125Te-NMR (2016)
  • Author(s): H. Mukuda
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2016)
  • Place of Presentation: Hangzhou（中国）
  • Year and Date: 2016-05-08 – 2016-05-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Search for valence fluctuations on superconductor Pb1-xTlxTe by 125Te-NMR (2016)
  • Author(s): H. Mukuda
  • Organizer: J-Physics: Mini International Workshop: Physics of Strongly Correlated Electron Systems under Extreme Conditions
  • Place of Presentation: 神戸大学（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2016-04-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] 固体物理 (2017年1月号, Vol.52) (2017)
  • Author(s): 椋田秀和・八島光晴・北岡良雄・宮坂茂樹・田島節子・黒木和彦
  • Total Pages: 8
  • Publisher: アグネ出版