ウラン化合物におけるカイラル超伝導の検証

• 研究課題/領域番号: 15K13514
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 芝内 孝禎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00251356)
• 連携研究者: 下澤 雅明 東京大学, 物性研究所, 助教 (40736162)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 時間反転対称性 / カイラリティ / ドメイン / 強相関超伝導 / 重い電子系 / 磁場侵入長 / 走査型プローブ顕微鏡 / 超伝導ギャップ / 対称性の破れ / 非従来型超伝導 / 鉄系超伝導 / カイラル反強磁性体 / ドメイン構造 / ウラン化合物

研究成果の概要

強相関電子系における時間反転対称性の破れたカイラル超伝導状態を調べる2つの実験方法を提案し、その装置開発及び候補物質における測定を行った。1つは走査型磁気プローブ顕微鏡を用いた高分解能磁場分布測定であり、もう1つは極低温精密磁場侵入長異方性測定である。前者については、微小ホール素子およびSQUIDを用いた装置の立ち上げがほぼ完成し、カイラル磁性体における測定に成功した。後者については、30ミリケルビンまでの測定が可能となり、ウラン化合物においてカイラル超伝導状態で期待される温度依存性を得た。また、鉄系超伝導体FeSeの双晶境界近傍におけるカイラル超伝導の出現という予期せぬ結果も得られた。

研究成果

• [国際共同研究] エコールポリテクニーク(フランス)
• [国際共同研究] University of Bristol(英国)
• [国際共同研究] Ecole Polytechnique(フランス)
• [国際共同研究] ETH(スイス)
• [雑誌論文] Evidence for Time-Reversal Symmetry Breaking of the Superconducting State near Twin-Boundary Interfaces in FeSe Revealed by Scanning Tunneling Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Watashige, Y. Tsutsumi, T. Hanaguri, Y. Kohsaka, S. Kasahara, A. Furusaki, M. Sigrist, C. Meingast, T. Wolf, H. v. Loehneysen, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Phys. Rev. X 巻: 5 号: 3 ページ: 031022-031022
  • DOI: 10.1103/physrevx.5.031022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] カイラル反強磁性体Mn3Snの局所磁化測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 向笠清隆, 下澤雅明, 鈴木喜貴, 山下穣, Muhammad Ikhras, 冨田崇弘, 肥後友也, 中辻知, Marcin Konczykowski, 松田祐司, 松浦康平, 水上雄太, 芝内孝禎, 近藤潤, 杉井かおり, 中村壮智, 勝本信吾
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] レーザー角度分解光電子分光によるFeSeの軌道秩序状態における超伝導ギャップ異方性の観測 2 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本嵩, 大田由, 山本遇, 鈴木裕也, 下志万貴博, 渡部俊太郎, C.-T. Chen, 綿重達哉, 小林遼, 笠原成, 松田祐司, 芝内孝禎, 岡崎浩三, 辛埴
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 極低温磁場侵入長測定と不純物効果から見た重い電子系超伝導体CeCu2Si2のギャップ構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹中崇了, 水上雄太, 新井佑基, J. Wilcox, C. Putzke, A. Carrington, S. Seiro, H. S. Jeevan, C. Geibel, M. Konczykowski, 常盤欣文, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 重い電子系超伝導体CeCu2Si2における磁場侵入長測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹中崇了, 水上雄太, H. S. Jeevan, C. Geibel, M. Konczykowski, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 走査型SQUID顕微鏡システムの試作と検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 下澤雅明, 鈴木喜貴, 杉井かおり, 山下穣, 小山大介, 河端美樹, 河合淳, 笠原成, 松田祐司, 末吉孝充, 水上雄太, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Exotic superconductivity in FeSe with small Fermi energy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shibauchi
  • 学会等名: Workshop on Strongly Correlated Electronic Systems - Novel Materials and Novel Theories
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 年月日: 2015-08-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 芝内研究室
  • URL: http://qpm.k.u-tokyo.ac.jp
• [備考] 量子凝縮相の物理科学
  • URL: http://qpm.k.u-tokyo.ac.jp/index.php?%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%86%85%E5%AE%B9