重い電子系化合物における磁性と超伝導の相関の研究

• 研究課題/領域番号: 04F04062
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 佐藤 憲昭 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授
• 研究分担者: CHEN Genfu 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 重い電子系 / 超伝導 / 反強磁性

研究概要

研究実施計画に従い研究を進め、次の成果を得た。
1.前年度に育成されたCeRhIn_5単結晶を用い、希釈冷凍機および^3He冷凍機温度域において、圧力下交流磁化率の測定を行った。これにより、反強磁性転移および超伝導転移温度の圧力依存性を明らかにした。特に、これまで圧力下でのみ超伝導が発現すると思われていたが、常圧でも転移温度90mKの超伝導転移が表れることを発見した。これは、本研究により育成された単結晶の良質性に帰着されるものも思われる。さらに、試料依存性や熱処理の効果を詳細に調べることにより、バルク超伝導の可能性が極めて強いことを示した。
2.上記の結果を基にして、温度・圧力相図を完成させた。
3.反強磁性および超伝導の二つの転移温度の圧力依存性を定量的に解析することにより、ある規則性があることを見出した。これにより、超伝導と反強磁性が互いに競合的であることを指摘した。
4.中性子弾性散乱実験を行い、磁気秩序状態について情報を得た。但し、従来の磁気構造が正しいか否かを明らかにするまでには至っていない。また、準弾性散乱実験も将来の課題として残された。
5.結晶場励起について情報を得るため、La希釈系の単結晶を育成し、磁化等の実験を行った。また、そのデータを解析することにより、基底2重項は、これまてのイジング的異方性を持つものではなく、等方的であることを示した。
上記1〜3については論文を投稿中である。5の成果については、現在、論文を準備中である。
また、研究実施計画を超えて、新しい物質の開発にも取り組んだ結果、セリウムを含む2元化合物の中に、興味ある現象を示すものがあることを見出した。この物質については、現在研究が進行中てある。