磁場角度分解比熱・エントロピー測定からアプローチする多極子伝導系の新奇量子相

• 研究領域: J-Physics：多極子伝導系の物理
• 研究課題/領域番号: 18H04306
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 橘高 俊一郎 東京大学, 物性研究所, 助教 (80579805)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 超伝導ギャップ / 多極子秩序 / 比熱 / エントロピー / 磁場角度依存性 / 隠れた秩序

研究実績の概要

本研究では、【I.多軌道超伝導のギャップ構造】と【II.多極子伝導系における新奇秩序状態】の研究に取り組み、個々の発現機構および普遍的性質に迫ることを目的としている。
本年度、【I】の課題では、昨年発見されたスピン三重項超伝導体の新たな候補物質として注目されるウラン系超伝導体UTe2の磁場角度分解比熱測定を行った。低温比熱の特徴的な磁場角度依存性を見出し、得られた結果をプレプリントサーバーで公表した。さらに、ネマティック超伝導体SrxBi2Se3については超伝導転移温度より高い温度からネマティック電子状態が実現していることを突き止めた。結果をまとめた論文はPhysical Review Letters誌で公表した。昨年度、等方的フルギャップの実験証拠を提供したCd2Re2O7については、ネマティック電子状態の異方性を調べる目的で7 Tの高磁場領域まで磁場角度分解比熱測定を行った。また、Sr2RuO4の超伝導ギャップ構造に関する研究成果を複数の国際ワークショップで発表し、会議参加者と議論を深めた。
【II】の課題では、昨年度に実施したPrTi2Al20の強四極子秩序相に関する研究成果を論文にまとめてJournal of the Physical Society of Japan誌で公表した。URu2Si2の隠れた秩序相については追試を行い、相転移に伴う巨大な比熱の飛びの磁場角度変化を慎重に調べたが、我々の測定精度の範囲では明確なab面内異方性は見られないとの結論に至った。
これまでの一連の研究成果が高く評価され、2019年11月には第14回凝縮系科学賞を受賞した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)
• [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)
• [雑誌論文] Field-Orientation Effect on Ferro-Quadrupole Order in PrTi2Al20 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kittaka Shunichiro、Taniguchi Takanori、Hattori Kazumasa、Nakamura Shota、Sakakibara Toshiro、Takigawa Masashi、Tsujimoto Masaki、Sakai Akito、Matsumoto Yosuke、Nakatsuji Satoru
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 89 号: 4 ページ: 043701-043701
  • DOI: 10.7566/jpsj.89.043701
  • NAID: 40022211746
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Heavy Fermion State of YbNi2Si3 without Local Inversion Symmetry (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Shota、Hyodo Kazushi、Matsumoto Yuji、Haga Yoshinori、Sato Hitoshi、Ueda Shigenori、Mimura Kojiro、Saiki Katsuyoshi、Iso Kosei、Yamashita Minoru、Kittaka Shunichiro、Sakakibara Toshiro、Ohara Shigeo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 89 号: 2 ページ: 024705-024705
  • DOI: 10.7566/jpsj.89.024705
  • NAID: 40022155106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity in PtSbS with a Noncentrosymmetric Cubic Crystal Structure (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Mizutani, Yoshihiko Okamoto, Hayate Nagaso, Youichi Yamakawa, Hiroshi Takatsu, Hiroshi Kageyama, Shunichiro Kittaka, Yohei Kono, Toshiro Sakakibara, and Koshi Takenaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 号: 9 ページ: 093709-093709
  • DOI: 10.7566/jpsj.88.093709
  • NAID: 40022008736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluctuation-Induced First-Order Transition and Tricritical Point in EuPtSi (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara Toshiro、Nakamura Shota、Kittaka Shunichiro、Kakihana Masashi、Hedo Masato、Nakama Takao、Onuki Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 号: 9 ページ: 093701-093701
  • DOI: 10.7566/jpsj.88.093701
  • NAID: 40022008704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasiparticle Evidence for the Nematic State above Tc in SrxBi2Se3 (2019)
  • 著者名/発表者名: Yue Sun, Shunichiro Kittaka, Toshiro Sakakibara, Kazushige Machida, Jinghui Wang, Jinsheng Wen, Xiangzhuo Xing, Zhixiang Shi, and Tsuyoshi Tamegai
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 123 号: 2 ページ: 027002-027002
  • DOI: 10.1103/physrevlett.123.027002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Anisotropic magnetic-field response of quantum critical fluctuations in Ni-doped CeCoIn5 (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Yokoyama, K. Suzuki, K. Tenya, S. Nakamura, Y. Kono, S. Kittaka, and T. Sakakibara
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 99 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevb.99.054506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metamagnetic crossover in the quasikagome Ising Kondo-lattice compound CeIrSn (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuda, C. L. Yang, Y. Shimura, K. Umeo, H. Fukuoka, Y. Yamane, T. Onimaru, T. Takabatake, N. Kikugawa, T. Terashima, H. T. Hirose, S. Uji, S. Kittaka, T. Sakakibara
  • 雑誌名: Phys. Rev B. 巻: 98 号: 15 ページ: 155147-155147
  • DOI: 10.1103/physrevb.98.155147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature Magnetization Measurements with Precise Two-Axis Alignment of the Sample Orientation (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Shota、Kasahara Akira、Kittaka Shunichiro、Kono Yohei、Onuki Yoshichika、Sakakibara Toshiro
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 号: 11 ページ: 114001-114001
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.114001
  • NAID: 210000134999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disorder-sensitive nodelike small gap in FeSe (2018)
  • 著者名/発表者名: Sun Yue、Kittaka Shunichiro、Nakamura Shota、Sakakibara Toshiro、Zhang Peng、Shin Shik、Irie Koki、Nomoto Takuya、Machida Kazushige、Chen Jingting、Tamegai Tsuyoshi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 98 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevb.98.064505
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Searching for gap zeros in Sr2RuO4 via field-angle-dependent specific-heat measurement (2018)
  • 著者名/発表者名: Shunichiro Kittaka, Shota Nakamura, Toshiro Sakakibara, Naoki Kikugawa, Taichi Terashima, Shinya Uji, Dmitry A. Sokolov, Andrew P. Mackenzie, Koki Irie, Yasumasa Tsutsumi, Katsuhiro Suzuki, and Kazushige Machida
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 87 号: 9 ページ: 0937031-5
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.093703
  • NAID: 210000134938
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Field-rotational Magnetocaloric Effect: A New Experimental Technique for Accurate Measurement of the Anisotropic Magnetic Entropy (2018)
  • 著者名/発表者名: Kittaka Shunichiro、Nakamura Shota、Kadowaki Hiroaki、Takatsu Hiroshi、Sakakibara Toshiro
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 号: 7 ページ: 073601-073601
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.073601
  • NAID: 210000134879
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Sr2RuO4における超伝導多重相の検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 橘高 俊一郎
  • 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
• [学会発表] 極低温精密比熱測定による超伝導ギャップ構造の決定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 橘高 俊一郎
  • 学会等名: 第13回物性科学領域横断研究会 第14回「凝縮系科学賞」受賞講演
  • 招待講演
• [学会発表] Thermodynamic Evidence for Two Distinct Non-Fermi-Liquid Regimes and a Quantum Critical Line in the Quasi-Kagome Kondo-Lattice CeRhSn (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka, Y. Kono, S. Tsuda, T. Takabatake, and T. Sakakibara
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019 (SCES2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Thermodynamic study of the superconducting gap structure of Sr2RuO4 (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka
  • 学会等名: J-Physics 2019 International Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 比熱の磁場角度依存性から見たCd2Re2O7の超伝導ギャップ構造とネマティック状態 (2019)
  • 著者名/発表者名: 橘高 俊一郎、平井 大悟郎、廣井 善二、町田 一成、榊原 俊郎
  • 学会等名: 日本物理学会2019年秋季大会
• [学会発表] Thermodynamic study of the pairing symmetry in Sr2RuO4 (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka
  • 学会等名: Strontium Ruthenate - 25 years of a puzzling superconductor
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 磁場角度の効果から探るPrTi2Al20とPrIr2Zn20の多極子秩序相 (2019)
  • 著者名/発表者名: 橘高 俊一郎
  • 学会等名: J-Physics地域研究会・本郷
• [学会発表] 擬カゴメ近藤格子CeRhSnにおける量子臨界性の磁場角度依存性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 橘高 俊一郎、河野 洋平、津田 研、高畠 敏郎、榊原 俊郎
  • 学会等名: 日本物理学会第74回年次大会
• [学会発表] Field-orientation effect on the hidden-order transition in URu2Si2 (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka
  • 学会等名: Symposium:TPFC 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Sr2RuO4の超伝導ギャップ構造の検証：回転磁場下での比熱測定から (2019)
  • 著者名/発表者名: 橘高 俊一郎、中村 翔太、榊原 俊郎、菊川 直樹、寺嶋 太一、宇治 進也、Dmitry A. Sokolov、Andrew P. Mackenzie、入江 光輝、堤 康雅、鈴木 雄大、町田 一成
  • 学会等名: つくば-柏-本郷 超伝導かけはしプロジェクト ワークショップ（2）
  • 招待講演
• [学会発表] Multiband full-gap superconductivity in heavy-fermion superconductor CeCu2Si2 revealed by specific-heat measurements (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka
  • 学会等名: Plasma 2019 Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Thermodynamic study of Sr2RuO4: identification of the superconducting gap structure (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka, S. Nakamura, T. Sakakibara, N. Kikugawa, T. Terashima, S. Uji, D. A. Sokolov, A. P. Mackenzie, K. Irie, Y. Tsutsumi, K. Suzuki, and K. Machida
  • 学会等名: International Workshop on j-Fermion Physics and Materials
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 磁場角度分解比熱・エントロピー測定からみたPrTi2Al20の四極子秩序 (2018)
  • 著者名/発表者名: 橘高 俊一郎、谷口 貴紀、中村 翔太、榊原 俊郎、瀧川 仁、辻本 真規、酒井 明人、松本 洋介、中辻 知
  • 学会等名: 日本物理学会2018年秋季大会
• [学会発表] Full-gap superconductivity of Cd2Re2O7 investigated by field-angle-resolved measurement of its specific heat (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka, D. Hirai, Z. Hiroi, T. Sakakibara
  • 学会等名: B01 D01トピカルミーテイング ものづくりシリーズ第３回「物質探索最前線」
• [学会発表] Towards identification of the superconducting gap structure of Sr2RuO4: evidence for a horizontal line node gap from field-angle dependence of its specific heat (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka, S. Nakamura, T. Sakakibara, N. Kikugawa, T. Terashima, S. Uji, D. A. Sokolov, A. P. Mackenzie, K. Irie, Y. Tsutsumi, K. Suzuki, and K. Machida
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2018 (ICM2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Novel quantum phases of conductive multipole systems studied by field-angle-resolved measurements of specific heat and entropy (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka
  • 学会等名: J-Physics平成30年度領域全体会議
• [備考] 研究室のホームページ
  • URL: https://www.phys.chuo-u.ac.jp/labs/kittaka/index.html
• [備考] 個人のホームページ
  • URL: https://sakaki.issp.u-tokyo.ac.jp/user/kittaka/index.html
• [備考] 研究室のホームページ
  • URL: https://sakaki.issp.u-tokyo.ac.jp/