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2011 Fiscal Year Annual Research Report

重い電子系における量子臨界点由来の新奇超伝導相の核磁気共鳴法による研究

Publicly Offered Research

Project AreaEmergence of Heavy Electrons and Their Ordering
Project/Area Number 23102717
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

川崎 慎司  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 講師 (80397645)

Keywords重い電子系 / 量子臨界点 / 核磁気共鳴 / ギャップレス超伝導 / 高圧 / 量子臨界揺らぎ
Research Abstract

本研究は、重い電子系における"量子臨界点"に着目し、低温高圧下核磁気共鳴(NMR)/核四重極共鳴(NQR)測定を通じて量子臨界点近傍で起こる新奇ギャップレス超伝導相の超伝導電子対の対称性を明らかにし、この新奇超伝導相を通じて重い電子超伝導発現機構を明らかにすることを目的としている。本年度の研究成果は以下の通り。
重い電子系反強磁性超伝導体CeRh_<0.5>Ir_<0.5>In_5(T_N=3.0K,T_c=0.9K)において、低温高圧下(0.3K<T<100K,P=0.095,1.80,2.24,2.53GPa)でのIn-NQRスピン格子緩和時間(T_1)の測定を行った。
1.超伝導転移温度
NQRコイルを用いた交流帯磁率測定によって各圧力での超伝導転移温度T_cを決定し、CeRh_<0.5>Ir_<0.5>In_5の圧力-温度相図を明らかにした。
2.常伝導状態
T_c以上の1/T_1Tの温度依存性を反強磁性スピン揺らぎの理論で解析することにより、CeRh_<0.5>Ir_<0.5>In_5の量子臨界点がP_c~1.3GPaであることが明らかにした。またP_cでT_cが最高になることもわかった。
3.超伝導状態
T_c以下の1/T_1の温度依存性より、十分低温で全ての圧力においてギャップレス超伝導が実現していることを明らかにした。ギャップレスの指標である、超伝導ギャップ内の残留状態密度の大きさは、圧力に依存し、P_cで最大値をとることがわかった。
以上の結果から、重い電子系反強磁性超伝導体CeRh_<0.5>Ir_<0.5>In_5では量子臨界点近傍で反強磁性スピン揺らぎがT_cの増大に関与し、さらにその超伝導状態はギャップレス超伝導状態で最適化されているという、これまでにない全く新しい超伝導状態が実現している可能性を強く示唆する結果を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の研究成果は、本研究目的の妥当性、方向性の正しさを証明するものであり、研究目的達成に向け、本研究が順調に進展していると言えるものである。

Strategy for Future Research Activity

本研究はおおむね順調に進展しており、今後もこれまでの成果を生かして研究目的達成を目指すものである。

  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Antiferromagnetic Spin Fluctuations above the Dome-Shaped and Full-Gap Superconducting States of LaFeAsO_<1-x>Fx Revealed by ^<75>As-Nuclear Quadrupole Resonance2012

    • Author(s)
      岡利英、李政、川崎慎司, 他計6名
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett.

      Volume: 108 Pages: 047001-1-047001-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.108.047001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] As-NMR/NQR Study of Pressure-Induced Superconductivity in CaFe_2As_22011

    • Author(s)
      川崎慎司, 他計6名
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.Solids.

      Volume: 72 Pages: 501-504

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2010.10.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] As-NOR study of superconductivity in LaRAsO_<1-x>F_x(R=Fe and Ni)2011

    • Author(s)
      岡利英、田渕貴久、李政、川崎慎司, 他計8名
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.Solids.

      Volume: 72 Pages: 497-500

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2010.10.022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiple superconducting gap and anisotropic spin fluctuations in iron arsenides : Comparison with nickel analog2011

    • Author(s)
      李政、川崎慎司, 他計15名
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.Solids.

      Volume: 72 Pages: 492-496

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2010.10.038

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] As-NMR/NQR study of CaFe_2As_2 under pressure2011

    • Author(s)
      川崎慎司, 他計6名
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 80 Pages: SA116-1-SA116-3

    • DOI

      10.1143/JPSJS.80SA.SA116

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 量子臨界点由来の新奇超伝導相の核磁気共鳴法による研究2012

    • Author(s)
      川崎慎司
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会領域6,8合同シンポジウム「奇周波数クーパー対の物理」
    • Place of Presentation
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 量子臨界点近傍における奇周波数由来のギャップレス超伝導のNMR法による研究2011

    • Author(s)
      川崎慎司
    • Organizer
      新学術領域研究「対称性の破れた凝縮系におけるシポロジカル量子現象」第2回領域研究会
    • Place of Presentation
      岡山大学創立50周年記念館多目的ホール
    • Year and Date
      2011-12-18
  • [Presentation] 重い電子系における量子臨界点由来の新奇超伝導相の核磁気共鳴法による研究2011

    • Author(s)
      川崎慎司
    • Organizer
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第三回研究会
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Year and Date
      2011-06-25

URL: 

Published: 2013-06-26  

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