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重い電子系における量子臨界点由来の新奇超伝導相の核磁気共鳴法による研究

公募研究

研究領域重い電子系の形成と秩序化
研究課題/領域番号 23102717
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
審査区分 理工系
研究機関岡山大学

研究代表者

川崎 慎司  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (80397645)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2012年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2011年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード重い電子系 / 量子臨界点 / 核磁気共鳴 / 低温 / 高圧 / 超伝導 / ギャップレス超伝導 / 量子臨界揺らぎ
研究実績の概要

本研究計画は、重い電子系における反強磁性磁気「量子臨界点」に着目し、低温高圧下核磁気共鳴(NMR)/核四重極共鳴(NQR)測定を通じて量子臨界点と非従来型超伝導の関連を調べている。平成24年度は、本研究計画最終年度であり、重い電子系反強磁性超伝導体CeRh0.5Ir0.5In5の低温高圧下NQR実験を通じ、量子臨界点と量子臨界点における超伝導ギャップ構造に注目し、その圧力相図を完成させた。
具体的には、CeRh0.5Ir0.5In5におけるIn-NQRスピン格子緩和時間(T1)の常伝導状態の温度依存性から、反強磁性揺らぎが絶対零度に向けて発散する圧力、つまり量子臨界点がPc=1.2GPaであることがわかった。同時に、圧力下のTc測定から、CeRh0.5Ir0.5In5の超伝導転移温度が量子臨界点で最大値Tc=1.4Kを示すことがわかった。これは量子臨界点近傍の反強磁性スピン揺らぎがTc上昇を助けていることを示す直接的な証拠である。
また、3He冷凍機を用いた極低温のT1測定から、量子臨界点で超伝導ギャップ内の残留状態密度が極めて大きくなることを見出した。
このことは、量子臨界点でTc最大となる超伝導は、ギャップレス超伝導であることを示す。このようなTc増大を伴うギャップレス超伝導は、過去に知られている超伝導現象では説明出来ない全く新しい現象であり、重い電子系超伝導発現機構解明に向け、新たなきっかけを与える重要な成果であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] The MottState and Superconductivity in Face-Centred Cubic Structured Cs3C60: A 133Cs-Nuclear Magnetic Resonance Study under Pressure2013

    • 著者名/発表者名
      川崎慎司 他6名
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: Vol.82 号: 1 ページ: 014709-014709

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.014709

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic Spin Fluctuations above the Dome-Shaped and Full-Gap Superconducting States of LaFeAsO_<1-x>F_x Revealed by ^<75>As-Nuclear Quadrupole Resonance2012

    • 著者名/発表者名
      T.Oka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 108 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.047001

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] As-NMR/NQR study of pressure-induced superconductivity in CaFe2As22011

    • 著者名/発表者名
      S.Kawasaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids

      巻: 72 号: 5 ページ: 501-501

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2010.10.010

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] As-NQR study of superconductivity in LaRAsO_<1-x>F_x (R=Fe and Ni)2011

    • 著者名/発表者名
      岡利英、田渕貴久、李政、川崎慎司, 他計8名
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solids.

      巻: 72 号: 5 ページ: 497-500

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2010.10.022

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple superconducting gap and anisotropic spin fluctuations in iron arsenides : Comparison with nickel analog2011

    • 著者名/発表者名
      李政、川崎慎司, 他計15名
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solids.

      巻: 72 号: 5 ページ: 492-496

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2010.10.038

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] As-NMR/NQR study of CaFe_2As_2 under pressure2011

    • 著者名/発表者名
      川崎慎司, 他計6名
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 80 号: Suppl.A ページ: SA116-SA116

    • DOI

      10.1143/jpsjs.80sa.sa116

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 重い電子系反強磁性超伝導体CeRh0.5Ir0.5In5の低温高圧下In-NQRによる研究2013

    • 著者名/発表者名
      川崎慎司
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第四回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2013-01-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The Mott state and superconductivity in face-centred cubic structured Cs3C60: A 133Cs-nuclear magnetic resonance study under pressure2012

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kawasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Physics and Chemistry of Novel Superconductors and Related Materials
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2012-10-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 量子臨界点由来の新奇超伝導相の核磁気共鳴法による研究2012

    • 著者名/発表者名
      川崎慎司
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会領域6,8合同シンポジウム「奇周波数クーパー対の物理」
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 量子臨界点近傍における奇周波数由来のギャップレス超伝導のNMR法による研究2011

    • 著者名/発表者名
      川崎慎司
    • 学会等名
      新学術領域研究「対称性の破れた凝縮系におけるシポロジカル量子現象」第2回領域研究会
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館多目的ホール
    • 年月日
      2011-12-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系における量子臨界点由来の新奇超伝導相の核磁気共鳴法による研究2011

    • 著者名/発表者名
      川崎慎司
    • 学会等名
      新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第三回研究会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2011-06-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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