研究課題
研究活動スタート支援
時間反転対称性の破れた超伝導体は長年注目を集めている一方で、時間反転対称性の検出手法は限られており、その多角的な検証はほとんど行われてこなかった。本研究では、一軸歪みを用いて結晶の回転対称性を制御することにより、時間反転対称性の破れに関わる縮退した複数の超伝導秩序変数の検出を試みる。さらに、一軸歪み下での超伝導準粒子励起の精密測定により、それぞれの超伝導秩序変数の対称性を決定する。
本研究では、時間反転対称性の破れた超伝導状態が期待されている様々な物質に対して、超伝導ギャップ対称性の観点から超伝導状態の解明を試みた。ウラン系超伝導体UTe2に対して磁場侵入長測定を行ったところ、磁場の方向に依らず常に磁場侵入長が温度の二乗に従う振る舞いを示し、この結果からポイントノードが対称性の高い軸方向から離れた位置に存在するカイラル超伝導状態が実現していることを明らかにした。また、UTe2の超純良単結晶に対して精密な下部臨界磁場測定を行った結果、上部臨界磁場から熱力学的に期待される値よりも大きく上昇していることを明らかにした。この結果は量子臨界的な磁気揺らぎと関係している可能性があるものの、より詳細なメカニズムの解明は今後の課題である。カゴメ超伝導体AV3Sb5に対しても磁場侵入長測定を行ったところ、A=Csの試料では符号反転の無い異方的s波超伝導状態が実現していることを明らかにした。また、A=K,Rbの試料の超伝導ギャップ構造も調べたところ、A=Csの試料よりも超伝導ギャップは等方的になっており、さらに非磁性不純物を導入することにより超伝導転移温度が二倍以上に上昇することも見出した。これらの結果はカゴメ超伝導体におけるCDWの構造と超伝導状態が強く関係していることを示唆している。鉄系超伝導体FeSe1-xSxに対してミューオンスピン回転法の測定を行ったところ、広い範囲のxで時間反転対称性の破れた超伝導状態が実現していることを明らかにした。また、正方晶FeSe1-xSxに対してギャップ構造とその不純物効果を調べたところ、ボゴリューボフフェルミ面が結晶の対称性に守られておらず、偶発的に表れていることを明らかにした。また、一軸歪みを印加することにより、正方晶FeSe1-xSxの超伝導転移温度が大きく変化することも明らかにした。
すべて 2024 2023 2022 その他
すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 11件、 招待講演 3件)
Nature Communications
巻: 14 号: 1 ページ: 667-667
10.1038/s41467-023-36273-x
Phys. Rev. Res.
巻: 5 号: 2 ページ: 022002-022002
10.1103/physrevresearch.5.l022002
Proceedings of the National Academy of Sciences
巻: 120 号: 21 ページ: 1-6
10.1073/pnas.2208276120
巻: 14 号: 1 ページ: 1-7
10.1038/s41467-023-38688-y
