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空間反転対称性の破れと重い電子が織りなす超伝導の物理

研究課題

研究課題/領域番号 13J03479
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)
研究機関東北大学

研究代表者

飯田 祐己  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード強相関電子系 / 磁性 / 低温物性 / 超伝導 / 空間反転対称性 / フェルミ面
研究実績の概要

本研究では、空間反転対称性の破れた結晶構造を持つCeIrSi_3の重い電子系超伝導の性質に注目して研究を行った。昨年度、我々は、常圧のCeIrSi_3の電気抵抗測定において、試料整形に用いた紙やすりによる研磨等の過程により試料内に生じた僅かなひずみがバルクではない超伝導を誘起する可能性を見出した。
今年度は、CeIrSi_3の本質の超伝導特性を調べるために、試料整形後のアニール処理よりひずみの低減を図かり、圧力下電気抵抗測定を行った。電流密度依存性の解析より、およそ1~2 GPa の超伝導は、アニール前に常圧でみられた振る舞いと同様の不均一な状態であった。このことから、電気抵抗率測定で観測される反強磁性相内の超伝導の大部分は、局所的なひずみに起因する可能性が高い。バルクの超伝導の相図からは反強磁性相への超伝導相の入り込みは非常にせまいように見え、超伝導と反強磁性が競合に近い関係にあることを示唆している。このことは、過去に比熱測定を行ったグループの結果を強く支持するものである。本研究より指摘した局所的なひずみが誘起する超伝導は、従来考慮されることがほとんどなかったが、圧力誘起の超伝導体に一般に起こり得る現象であり、電気抵抗測定による相図には、本質ではないひずみによる超伝導の領域を含んでしまう可能性があることを指摘した。

CeIrSi_3の横磁気抵抗測定より、常圧および圧力下で、電子構造と磁気構造の変化に対応すると考えられる異常を観測した。これらの異常は磁場ヒステリシスを伴うため、1次相転移であると考えられる。圧力下では、特に2GPa 近傍に急激な抵抗率の減少がみられた。この結果は、過去に報告されたCeIrSi_3のdHvA 測定の特異な圧力変化と対応する。また、磁場誘起の反強磁性と考えられる振る舞いが観測されたため、電子構造の変化は反強磁性相内で起きていると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Anomalies in the antiferromagnetic phase on CeIrSi_32015

    • 著者名/発表者名
      H. Iida, M. Satoh, N. Kabeya, H. Aoki, N. Kimura
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 592 ページ: 012012-012012

    • DOI

      10.1088/1742-6596/592/1/012012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robust Zero Resistance under Magnetic Fields in Non-centrosymmetric Superconductor LaRhSi_32014

    • 著者名/発表者名
      N. Kimura, H. Ogi, K. Satoh, G. Ohsaki, K. Saitoh, H. Iida, H. Aoki
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 3

    • DOI

      10.7566/jpscp.3.015011

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermoelectric power in single-crystalline CeRhSi32013

    • 著者名/発表者名
      HA. Tanaka, N. Aso, M. Hedo, T. Nakama, Y. Takaesu, H. Iida, N. Kimura, H. Aoki
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 62 号: 12 ページ: 2016-2018

    • DOI

      10.3938/jkps.62.2016

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 重い電子系CeIrSi_3の磁気抵抗の圧力効果2015

    • 著者名/発表者名
      飯田祐己、佐藤将、青木晴善、木村憲彰
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学, (東京)
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系CeTSi3(T:遷移金属) の磁性と超伝導の共存領域における超伝導の振る舞い2014

    • 著者名/発表者名
      飯田祐己、佐藤将、青木晴善、木村憲彰
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学, (愛知)
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Anomalies in the antiferromagnetic phase on CeIrSi_32014

    • 著者名/発表者名
      H. Iida, M. Satoh, H. Aoki, N. Kimura
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2014)
    • 発表場所
      Campus Saint Martin d'Hres Grenoble, (グルノーブル,フランス)
    • 年月日
      2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structure of non-centrosymmetric heavy fermion superconductors CeRhSi_3 and CeIrSi_3 studied by single-crystal X-ray diffraction2014

    • 著者名/発表者名
      N. Aso, T. Fukami, H. A. Tanaka, S. Tsuchihashi, H. Iida, N. Kimura, H. Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2014)
    • 発表場所
      Campus Saint Martin d'Hres Grenoble, (グルノーブル,フランス)
    • 年月日
      2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体CeRhSi3の混合状態における電流-電圧特性2013

    • 著者名/発表者名
      飯田祐己, 菅原徹也, 青木晴善, 木村憲彰
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Robust Surface Superconductivity in Non-centrosymmetric LaRhSi32013

    • 著者名/発表者名
      N. Kimura, H. Ogi, K. Satoh, G. Ohsaki, K. Saitoh, H. Iida, H. Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2013-08-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electrical resistivity in the mixed state of heavy-fermion superconductor CeRhSi32013

    • 著者名/発表者名
      H. Iida, T. Sugawara, H. Aoki, N. Kimura
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2013-08-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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