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重い電子系物質におけるエキゾチック超伝導の理論

研究課題

研究課題/領域番号 14J04281
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(理論)
研究機関新潟大学

研究代表者

髙松 周平  新潟大学, 自然科学系, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード重い電子系化合物 / URu2Si2 / カイラル超伝導 / 隠れた秩序 / ネマティックドメイン / ネマティック秩序
研究実績の概要

今年度の研究は、UPt3の磁場中における超伝導対称性を同定することであったが、昨年度の研究が完成していなかったため、予定を変更してURu2Si2における磁場中超伝導状態の解析を行った。
重い電子系化合物URu2Si2では、秩序変数が特定されていない隠れた秩序状態が出現する。その正体は系の回転対称性を破る広義のネマティック秩序であることが磁気トルク測定により示唆されるが、その結果を否定する実験結果も報告されており、決着は未だに付いていない。またURu2Si2では、隠れた秩序と共存するカイラル超伝導状態が安定になる。超伝導対称性は、系の対称性の破れの影響を強く受けるため、ネマティック秩序と共存するカイラル超伝導特有の現象が起こることが期待される。そこで本研究では、隠れた秩序が系の回転対称性を破る可能性の検討を目的として、ab面内磁場中での磁場温度相図を決定し、上部臨界磁場の面内角度依存性を計算した。この理論解析の結果、単一ネマティックドメインの試料と二つのネマティック秩序が共存する試料のどちらの場合においても、回転対称性の破れの影響は相図と臨界磁場角度依存性において、明確に現れることを発見した。
上記の解析結果は、電気抵抗測定や熱伝導率の測定により検証することができる。これらの測定により、ab面内磁場中での超伝導転移温度と上部臨界磁場の角度依存性を決定すれば、隠れた秩序の正体が明らかになる。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Chiral superconductivity in nematic states2015

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Takamatsu and Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 91 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.054504

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] URu2Si2における多重超伝導相図と上部臨界磁場の面内異方性2015

    • 著者名/発表者名
      髙松周平,播磨尚朝,青木大,柳瀬陽一
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Chiral superconductivity coexists with a nematic order in URu2Si22015

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Takamatsu, Hisatomo Harima, Dai Aoki, and Youichi Yanase
    • 学会等名
      The 11th Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • 発表場所
      CICG Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] URu2Si2における磁場中カイラル超伝導状態の解析2015

    • 著者名/発表者名
      髙松周平,播磨尚朝,青木大,柳瀬陽一
    • 学会等名
      基研研究会:多自由度と相関効果が生み出す超伝導の新潮流 ~BCSからBECまで~
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所 湯川記念館パナソニック国際交流ホール
    • 年月日
      2015-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Chiral Superconductivity in Nematic States2014

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Takamatsu and Youichi Yanase
    • 学会等名
      International conference on topological quantum phenomena
    • 発表場所
      京都大学・吉田キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] バンド計算に基づくURu2Si2における磁場中超伝導状態の解析2014

    • 著者名/発表者名
      高松周平、播磨尚朝、青木大、柳瀬陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学・春日井キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Multiple superconducting phases and vortex lattice structures in URu2Si22014

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Takamatsu and Youichi Yanase
    • 学会等名
      International conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      グルノーブル(フランス)
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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