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精密体膨張係数測定による非従来型超伝導と反強磁性量子臨界点の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03508
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関富山大学

研究代表者

田山 孝  富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (20334344)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード異方的超伝導 / 量子臨界点 / 体膨張係数 / 体積磁歪係数 / DC磁化 / 置換効果 / 断熱消磁冷却 / 非従来型超伝導 / 反強磁性秩序
研究成果の概要

Zn置換したCeCoIn5の熱膨張係数とDC磁化を精密に測定し、負圧領域の温度-圧力相図を調べた。その結果から常圧下におけるCeCoIn5の反強磁性量子臨界点の位置を特定し、超伝導と反強磁性量子臨界点の関係について議論した。結果として、CeCoIn5にはゼロ磁場付近と上部臨界磁場付近の2つの反強磁性量子臨界点の存在の可能性が示唆された。つまりゼロ磁場近傍の反強磁性量子臨界点が超伝導の発現機構に密接に関係しており、上部臨界磁場近傍の反強磁性量子臨界点が高磁場超伝導相、いわゆるQ相の起源に密接に関係している可能性がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

非従来型超伝導の発現機構はいまだ解明されておらず、固体物理学において最も重要な研究課題の一つとなっている。特に非従来型超伝導の量子臨界点の場所の特定は大きな課題となっているが、量子臨界点の場所は超伝導の発現によって隠れてしまうため正確な位置を特定するのが難しい。本研究はCeCoIn5の体膨張係数とDC磁化の精密測定により超伝導相内の短距離的な反強磁性相関を捉え、反強磁性量子臨界点の場所を探ったものである。この研究手法はCeCoIn5だけでなく他の強相関電子系の異方的超伝導体の研究にも用いることができることから、非従来型超伝導の研究全般に貢献できる可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Magnetization and thermal expansion measurements on the Ising magnet SmPt2Si2: Potential coexistence of spin glass and antiferromagnetic states2021

    • 著者名/発表者名
      Tayama Takashi、Matsuda Tatsuma D.、Higashinaka Ryuji、Aoki Yuji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 104 号: 17

    • DOI

      10.1103/physrevb.104.174418

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible antiferroquadrupolar order in the Kondo semiconductor CeOs4Sb122021

    • 著者名/発表者名
      Tayama Takashi、Kani Yusuke、Imai Momota、Kanai Yuta、Sugawara Hitoshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 104 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevb.104.195144

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 磁場角度分解磁歪測定におけるCeCoSiの常磁性状態の異常2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤幹人, 蟹雄介, 今井桃汰, 田山孝, 松本裕司, 谷田博司
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁気トルク測定によるCeOs4Sb12の秩序状態の研究2021

    • 著者名/発表者名
      今井桃汰, 金井悠太, 蟹雄介, 伊藤幹人, 菅原仁A, 田山孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体 Ce1-xNdxCoIn5の極低温磁化測定2021

    • 著者名/発表者名
      蟹雄介, 小島隆司, 松本裕司, 田山孝
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体Ce1-xNdxCoIn5の精密熱膨張・磁歪測定2020

    • 著者名/発表者名
      蟹雄介, 小島隆志, 松本裕司, 田山孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CeCo(In1-xZnx)5のZn濃度-温度-磁場相図2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川奈那, 田山孝, 横山淳
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] キャパシタンス式ファラデー法磁化測定によるCeCoSiの逐次相転移の研究2020

    • 著者名/発表者名
      小島隆志, 國吉洋泰, 蟹雄介, 松本裕司, 谷田博司, 田山孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱膨張測定による CeCoSi の常圧下における逐次相転移の磁気異方性2020

    • 著者名/発表者名
      小島隆志,國吉洋泰,蟹雄介,松本裕司,谷田博司 A,田山孝
    • 学会等名
      2020年度日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CeCoIn5 の Nd 置換系における精密熱膨張・磁歪測定2020

    • 著者名/発表者名
      蟹雄介,小島隆志,松本裕司,田山孝
    • 学会等名
      2020年度日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CeCo(In1-xZnx)5 の精密磁化・熱膨張・磁歪測定 による熱力学的考察2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川奈那,田山孝,横山淳
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱膨張測定によるCeCoSiの逐次相転移の研究2020

    • 著者名/発表者名
      小島 隆志, 蟹雄介,田山 孝,谷田博司
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱膨張測定による CeCoSi の逐次相転移の研究2019

    • 著者名/発表者名
      小島隆志, 田山孝, 谷田博司
    • 学会等名
      2019年度 日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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