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ハニカム構造を持つ遷移金属化合物における新奇超伝導状態の探索

研究課題

研究課題/領域番号 19K03748
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
研究機関大阪大学 (2020-2021)
岡山大学 (2019)

研究代表者

工藤 一貴  大阪大学, 理学研究科, 教授 (40361175)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 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)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード新奇超伝導状態 / ハニカムネットワーク / カイラル超伝導 / カゴメネットワーク / 超伝導材料
研究開始時の研究の概要

本研究では、研究代表者が発見した新超伝導体BaPtSb、SrPtAs、β-BaPtAs、γ-BaPtAsにおいて、カイラルd波超伝導状態の探索と新奇物性の開拓を行う。これらの超伝導体はハニカム構造を持つ。本研究の独創性は、構造の対称性からカイラルd波超伝導状態が自然に導かれるハニカム構造に着目した点にある。研究方法は、良質な単結晶試料の育成、磁化・電気抵抗・比熱による超伝導基礎物性の測定、ミュオンスピン回転/緩和法によるカイラルd波超伝導状態の実証や表面スピン流検出の試みからなる。

研究成果の概要

ハニカムネットワークを持つ化合物の超伝導状態において、自発磁場の発生を示唆するミュオンスピン緩和率の増大を観測した。この増大は不純物ドープによって消失した。従来型の超伝導状態の場合、これらのことを説明することができない。ハニカムネットワークでは、対称性から新奇超伝導の発現が予言されている。現在、解析を進めながら、超伝導電子対に関する詳細な検討を進めている。さらに、対称性からハニカムネットワークと同様に新奇超伝導の発現を期待することができるカゴメネットワークと三角形ネットワークを持つ超伝導体の探索を行い、複数の新超伝導体を発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

原子ネットワークの対称性に着目して系統的に超伝導物質開発を行い、新奇超伝導状態を探索したことに本研究の意義がある。当初から着目していたハニカムネットワークだけでなく、三角形ネットワーク、カゴメネットワークへと研究対象が広がり、より普遍的な知見を得るための研究へと発展させる準備が整った。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] The Paul Scherrer Institute(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universita di Roma “La Sapienza”(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Enhanced Superconductivity in Close Proximity to Polar-Nonpolar Structural Phase Transition in Se/Te-Substituted PtBi22022

    • 著者名/発表者名
      K. Takaki, M. Yamamoto, M. Nakajima, T. Takeuchi, H. Y. Nguyen, M. Nohara, Y. Kishioji, T. Fujii, K. Yoshino, S. Miyasaka, and K. Kudo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 91 号: 3

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.034703

    • NAID

      210000188846

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconductivity of the Stuffed CdI2-type Pt1+xBi22021

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, H. Y. Nguyen, C.-g. Oh, K. Takaki, and M. Nohara
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 90 号: 6 ページ: 063706-063706

    • DOI

      10.7566/jpsj.90.063706

    • NAID

      40022591105

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure Induced Spectral Redistribution due to Te2 Dimer Breaking in AuTe22021

    • 著者名/発表者名
      D. Ootsuki, H. Okamura, S. Mitsumoto, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, M. Arita, T. Yoshida, K. Kudo, H. Ishii, M. Nohara, and T. Mizokawa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 90 号: 11

    • DOI

      10.7566/jpsj.90.114705

    • NAID

      210000159424

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Superconductivity of the Partially Ordered Laves Phase Mg2Ir2.3Ge1.72020

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, T. Honda, H. Hiiragi, H. Ota, and M. Nohara
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 12 ページ: 123701-123701

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.123701

    • NAID

      40022436752

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconductivity in Mg2Ir3Si: A Fully Ordered Laves Phase2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, H. Hiiragi, T. Honda, K. Fujimura, H. Idei, M. Nohara
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 1 ページ: 013701-013701

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.013701

    • NAID

      210000157736

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Local Atomic Fluctuations on Superconductivity of Pr-Substituted CaFe2As2 Studied by X-ray Fluorescence Holography2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, S. Ioka, N. Happo, H. Ota, Y. Ebisu, K. Kimura, T. Hada, T. Kimura, H. Tajiri, S. Hosokawa, K. Hayashi, M. Nohara
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 6 ページ: 063704-063704

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.063704

    • NAID

      40021915136

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interplay between spin-orbit interaction and stripe-type charge-orbital order of IrTe22019

    • 著者名/発表者名
      D. Ootsuki, H. Ishii, K. Kudo, M. Nohara, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi, N. L. Saini, T. Mizokawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids

      巻: 128 ページ: 270-274

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2018.02.015

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The local structure of the Ca0.9Pr0.1Fe2As2 superconductor as a function of temperature2019

    • 著者名/発表者名
      E. Paris, T. Wakita, L. Simonelli, C. Marini, W. Olszewski, K. Terashima, F. Stramaglia, G. M. Pugliese, T. Mizokawa, S. Ioka, K. Kudo, M. Nohara, T. Yokoya, N. L. Saini
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 32 号: 9 ページ: 095001-095001

    • DOI

      10.1088/1361-6668/ab2792

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal Conductivity and Magnetic Phase Diagram of CuB2O42019

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kawamata, Naoki Sugawara, Siyed Mohammad Haidar, Tadashi Adachi, Takashi Noji, Kazutaka Kudo, Norio Kobayashi, Yutaka Fujii, Hikomitsu Kikuchi, Meiro Chiba, German A. Petrakovskii, Mikhail A. Popov, Leonard N. Bezmaternykh, Yoji Koike
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 11 ページ: 114708-114708

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.114708

    • NAID

      40022062720

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 三角形・ハニカム・カゴメネットワークを持つ超伝導体の物質開発2022

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴
    • 学会等名
      日本中間子科学会研究会「ミュオンで見る磁性・超伝導物質研究の最前線」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Superconductivity in Pt1+xBi2 with a stuffed CdI2-type structure2022

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴
    • 学会等名
      令和 3 年度 新学術領域研究「量子液晶の物性科学」領域研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ハニカムネットワークを持つBaPt(As1-xSbx)の合成と超伝導特性2022

    • 著者名/発表者名
      小川泰輝、竹内徹也、木田孝則、萩原政幸、工藤一貴
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ba(Fe1-xCrx)2As2 における電荷ネマティックラマン応答のCr置換量依存性2022

    • 著者名/発表者名
      片山和郷、足立徹、小林達也、中島正道、宮坂茂樹、工藤一貴
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 化学ドープした PtBi2 における超伝導転移温度の上昇2022

    • 著者名/発表者名
      高木健輔、竹内徹也、中島正道、工藤一貴
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SeドープPtBi2薄膜の超伝導特性2022

    • 著者名/発表者名
      前田将輝、徳田将志、中村瞭弥、高木健輔、工藤一貴、新見康洋
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Superconductivity of the Fully and Partially Ordered Laves Phase Compounds2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, T. Honda, H. Hiiragi, and M. Nohara
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Liquid Crystals 2021 (QLC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral Superconductivity in BaPtAs1-x Sbx with a Honeycomb Network2021

    • 著者名/発表者名
      T. Adachi, K. Kudo, Y. Saito, T. Sumura, K. Kawabata, T. Takeuchi, A. Koda, H. Okabe, R. Kadono, T. U. Ito, W. Higemoto, C. Baines, I. Watanabe, and M. Nohara
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Liquid Crystals 2021 (QLC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 秩序型ラーベス相構造を利用した超伝導体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴
    • 学会等名
      令和 3 年度「第 2 回 強磁場コラボラトリー オンラインセミナー」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 秩序型ラーベス相化合物の超伝導物質開発2021

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴
    • 学会等名
      第5回固体化学フォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インターグロース構造を利用した層状ペロブスカイト型 V 酸化物の相転移現象の研究2021

    • 著者名/発表者名
      藤井隆弘、中島正道、工藤一貴
    • 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] ハニカム構造を持つBaPt(As1-xSbx)の超伝導2021

    • 著者名/発表者名
      小川泰輝、竹内貴亮、齋藤有紀、竹内徹也、宮坂茂樹、中島正道、野原実、工藤一貴
    • 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] CdI2型Pt(Bi1-xChx)2 (Ch = Se, Te) の超伝導2021

    • 著者名/発表者名
      高木健輔、山本真由、中島正道、竹内徹也、Hoang Yen Nguyen、野原実、宮坂茂樹、工藤一貴
    • 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] 秩序型ラーベス相化合物における新規超伝導体の開発(シンポジウム講演)2020

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of New Superconductors with Ordered Laves Phase Structures2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo
    • 学会等名
      The 33rd International Symposium on Superconductivity (ISS2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Superconductors with Ordered Laves Phase Structures2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, T. Honda, H. Hiiragi, H. Ota, and M. Nohara
    • 学会等名
      令和2年度 新学術領域研究「量子液晶の物性科学」領域研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Possible Chiral d-Wave Superconductivity in BaPtAs1-xSbx with the Honeycomb Network2020

    • 著者名/発表者名
      T. Adachi, K. Kudo, Y. Saito, T. Sumura, K. Kawabata, T. Takeuchi, A. Koda, H. Okabe, R. Kadono, T. U. Ito, W. Higemoto, C. Baines, I. Watanabe, and M. Nohara
    • 学会等名
      令和2年度 新学術領域研究「量子液晶の物性科学」領域研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 秩序型ラーベス相Mg2Ir3SiとLi2IrSi3の超伝導2020

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴, 柊輝, 本田寿明, 野原実
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理 令和元年度領域全体会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 秩序型ラーベス相Mg2Ir3Siの超伝導2020

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴, 柊輝, 本田寿明, 藤村一徳, 出井宏幸, 野原実,
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of novel hexagonal superconductors with 5d transition metals2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo
    • 学会等名
      Progress in Superconductivity Research - RIIS Mini-Workshop -
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploration of Novel Pt-Based Superconductors with Honeycomb Networks2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo
    • 学会等名
      Research Frontier of Advanced Spectroscopies for Correlated Electron Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of novel superconducting materials using polymorphism2019

    • 著者名/発表者名
      工藤一貴
    • 学会等名
      新学術領域研究「量子液晶の物性科学」キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Exploration of Chiral Superconductivity in Hexagonal BaPtAs and BaPtSb2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, Y. Saito, T. Takeuchi, T. Adachi, H. Ota, and M. Nohara
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019 (SCES’19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Positional Fluctuations of Arsenic Atoms on Superconductivity of Pr-Substituted CaFe2As2 Revealed by X-Ray Fluorescence Holography2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo, S. Ioka, N. Happo, H. Ota, Y. Ebisu, K. Kimura, T. Hada, T. Kimura, H. Tajiri, S. Hosokawa, K. Hayashi, and M. Nohara
    • 学会等名
      International Conference on The Strucure of Non-crystalline Materials (NCM14)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconductivity induced by breaking dimers of IrTe2 and AuTe22019

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo
    • 学会等名
      Pan Pacific International Symposium on Chalcogenide Functional Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SrPtAsの角度分解光電子分光2019

    • 著者名/発表者名
      寺嶋健成, 片岡範行, 谷口拓海, 齋藤有紀, 工藤一貴, 野原実, 臼井秀知, 村岡祐治, 高野義彦, 横谷尚睦
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院理学研究科物理学専攻工藤研究室ホームページ

    • URL

      http://qm.phys.sci.osaka-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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