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準粒子励起に敏感なプローブを用いた異方的超伝導体の超伝導対称性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 11J00645
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(実験)
研究機関京都大学

研究代表者

利根川 翔  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード重い電子系 / 超伝導 / 隠れた秩序 / シンクロトロン放射光 / サイクロトロン共鳴 / ネルンスト / 隠れた秩序相
研究概要

重い電子系超伝導体URu2si2において、転移温度Th=17.5Kに観測される比熱の大きなとびを伴う相転移は未だに秩序変数が明らかにされず、「隠れた秩序」と呼ばれる四半世紀にわたる大きな謎となっている。またT=1.5K以下で発現する超伝導は隠れた秩序相に内包される形で存在しており、この物質の超伝導発現機構を調べる上で隠れた秩序の秩序変数を明らかにすることは極めて重要であると考えられる。近年、磁気トルクの精密測定により隠れた秩序相において結晶に保たれている4回回転対称性が破れていることが報告された。そこで、我々は実際に「何」が回転対称性を破っているかを調べるためにサイクロトロン共鳴測定とシンクロトロン放射光を用いた精密X線構造解析を行った。サイクロトロン共鳴測定では電子構造の決定を行うことにより、サイクロトロン質量の特異な異方性を観測した。これは隠れた秩序相が4回回転対称性を破る電子ネマティック液体とよばれる状態であることを示唆している。またX線構造解析では、隠れた秩序の相転移温度17.5K以下でわずかな斜方晶歪みが出現することを観測した。この結果は、磁気トルク測定、サイクロトロン共鳴測定によって明らかにされた電子ネマティック液体状態になっていることを裏付ける物であり、さらに磁場をかけない状態で本質的に4回回転対称性を破っていることを明確に示した点で、非常に重要な結果である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

重い電子系超伝導体URu2Si2の隠れた秩序相に関してサイクロトロン共鳴測定、シンクロトロン放射光によるX線構造解析により、回転対称性の破れを観測した。そのため研究は順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Cyclotron Resonance in the Hidden-Order Phase of URu2Si22013

    • 著者名/発表者名
      S. Tonegawa, et al.
    • 雑誌名

      Physcal Review B

      巻: 88

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyclotron Resonance in the Hidden-Order Phase of URu2Si22012

    • 著者名/発表者名
      S. Tonegawa, et al.
    • 雑誌名

      Physcal Review Letters

      巻: 109 号: 3 ページ: 36401-36401

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.036401

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Pauli-paramagnetic quantum phase in a Mott insulator2012

    • 著者名/発表者名
      D. Watanabe, et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 10901-6

    • DOI

      10.1038/ncomms2082

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic nematicity above the structural and superconducting transition in BaFe2 (As1-xPx)22012

    • 著者名/発表者名
      S. Kasahara, et al.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 486 号: 7403 ページ: 382-385

    • DOI

      10.1038/nature11178

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放射光X線測定によるURu2Si2の隠れた秩序相における斜方晶歪みの観測2013

    • 著者名/発表者名
      利根川 翔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Large superconducting fluctuation of URu2Si2 revealed by Nernst coefficient measurements2013

    • 著者名/発表者名
      利根川 翔
    • 学会等名
      14th International Workshop on Vortex Matter in Superconductors
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      2013-05-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 122系鉄砒素系超伝導体における熱電係数の測定2013

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体URu2Si2の隠れた秩序相における放射光測定による研究2013

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      第11回京都大学低温物質科学研究センター講演会・研究交流会
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 年月日
      2013-03-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Giant Nernst effect of URu2Si2 in the hidden ordered state2013

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      GCOE symposium
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 年月日
      2013-02-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系の形成と秩序化」ワークショップ「URu2Si2の隠れた秩序相におけるネマティック電子状態の研究2012

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」ワークショップ
    • 発表場所
      琉球大学研究者交流施設
    • 年月日
      2012-11-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2の隠れた秩序相におけるネマティック電子状態の研究2012

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体URu2Si2におけるネマティック電子液体状態2012

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      第10回京都大学低温物質科学研究センター講演会・研究交流会
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 年月日
      2012-03-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] In-plane two-fold mass anisotropy in the hidden order phase of URu2Si2 revealed by cyclotron resonance measurements2012

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      GCOE symposium
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 年月日
      2012-02-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] In-plane two-fold mass anisotropy in the hidden order phase of URu2Si2 revealed by cyclotron resonance measurements2012

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」ワークショップ
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2012-01-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2の隠れた秩序相におけるサイクロトロン共鳴測定を用いたFermi面の研究2011

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      第2回重い電子系若手秋の学校
    • 発表場所
      高野山大学
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] URu2Si2の隠れた秩序相におけるサイクロトロン共鳴測定を用いたFermi面の研究2011

    • 著者名/発表者名
      利根川翔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] In-plane two-fold mass anisotropy in the hidden order phase of URu2Si2 revealed by cyclotron resonance measurements2011

    • 著者名/発表者名
      Sho Tonegawa
    • 学会等名
      SCES 2011
    • 発表場所
      ケンブリッジ(イギリス)
    • 年月日
      2011-09-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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