| Project/Area Number |
21K03443
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
Tayama Takashi 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (20334344)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 異方的超伝導 / 量子臨界点 / 体膨張係数 / 体積磁歪係数 / DC磁化 / 置換効果 / 非従来型超伝導 / SDW秩序 / FFLO相 / 元素置換効果 / FFLO状態 / スピン密度波秩序 / 熱力学的物理量 |
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| Outline of Research at the Start |
非従来型超伝導体CeCoIn5(Tc=2.3K)は常圧下の超伝導相内の高磁場低温領域で別の超伝導相(Q相)を持ち、空間的に秩序変数が変調したFFLO型の新奇な超伝導状態の可能性が期待されている。しかしこのQ相ではスピン密度波(SDW)秩序を伴うことから、Q相がFFLO状態であるかどうかは未だ明らかにはなっていない。本研究は磁化、体膨張率（体磁歪率）、比熱の3つの熱力学的物理量の精密測定から、これらの間に成り立つ熱力学的関係式を用いてCeCoIn5およびその置換系の磁気相図を詳細に調べ、Q相、FFLO相、SDW相の相関関係を実験的に明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Single crystals of Ce1-xNdxCoIn5 (x = 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3) were grown using the In self-flux method, and measurements of magnetization, thermal expansion, and magnetostriction were performed at very low temperatures. It was confirmed that the superconductivity is suppressed with increasing Nd concentration, and the SDW phase develops. A new phase appeared at x = 0.3. Additionally, the pressure dependence of the superconducting transition temperature showed different behaviors at x = 0.1, suggesting the occurrence of substitution effects. Anomalies observed in the high-field phase may correspond to the Q-phase, which requires further detailed investigation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、Ce1-xNdxCoIn5という金属材料の特性を調べ、Nd濃度の増加が超伝導を抑制し、異なる物質状態が現れることを発見しました。これにより、超伝導技術の発展や新しい量子物質の発見に繋がる可能性があります。社会的には、より高性能な電子機器やエネルギー効率の良い技術への応用が期待され、今後の技術革新や産業の発展に寄与する成果です。また、これらの発見は、物理学の理解を深める重要なステップとなります。
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