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2018 年度 実績報告書

λ型有機超伝導体の13C-NMRによる統一相図の決定と異常超伝導相の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K05427
研究機関北海道大学

研究代表者

河本 充司  北海道大学, 理学研究院, 教授 (60251691)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード超伝導 / 13C-NMR / SDW / 69/71Ga-NMR / 電荷揺らぎ
研究実績の概要

昨年度、申請課題の選択同位体置換による新奇超伝導相を持つlambda-(BETS)2GaCl4の13C-NMRを用いた研究で13Cという電子状態を調べる上で最適なプローブにより、過去の研究で明らかになっていなかった反強磁性揺らぎの存在やそのが抑制されてFermi液体状態へクロスオーバーする過程を発見し、さらに超伝導転移直上でSDW揺らぎによるものとおもわれる 1/T1T の増大を観測した。このことは、超伝導相に隣接するSDW相の存在が示唆られる。そこで低温で金属-絶縁体転移を起こすlambda-(BETS)2GaCl3.25Br0.75 塩を作成し13C-NMRを行った。その結果、 1/T1T  MI転移温度での発散と低温でのピークの分裂を観測しこの塩の低温の電子状態がSDW状態であることを明らかにすることができた。この塩は加圧するとlambda-(BETS)2GaCl4と同様の超伝導をしめすことにより、lambda-(BETS)2GaCl4の超伝導発現メカニズムにSDW揺らぎが関与している可能性をしめすことができた。
昨年度の成果である2次元電子系の面間の相互作用を遮断している絶縁層での69Gaの信号の検出から、69Ga,71Ga-NMR の温度変化の実験を行った。lambda-(BETS)2GaCl4の超伝導に関して電荷揺らぎもモデルも提唱されている。2つのデータを比較することによりI=1/2の13Cでは不可能だった電荷揺らぎの観測が可能である。結果は、低温の 1/T1Tの挙動は、69Ga,71Gaの磁気回転比で説明ができ、明確な電荷揺らぎは検出できなかった。この結果も上記のSDW揺らぎの寄与をしさするものである。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multistep Development of the Hyperfine Fields in λ-(BEDT-STF)2FeCl4 Studied by Messbauer Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka Shuhei、Sawada Masashi、Minamidate Takaaki、Matsunaga Noriaki、Nomura Kazushige、Ihara Yoshihiko、Kawamoto Atsushi、Doi Yoshihiro、Wakeshima Makoto、Hinatsu Yukio
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 093705~093705

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.093705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density Wave State in New α-Type Organic Conductor, α-(BEDT-TTF)2MHg(XCN)4 (M = NH4, X = Se): A Key Material for Universal Phase Diagram of X = S and X = Se Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Ohnuma Akihiro、Taniguchi Hiromi、Takahashi Yukihiro、Kawamoto Atsushi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 ページ: 24321~24328

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b08912

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site-specific C13 NMR study on the locally distorted triangular lattice of the organic conductor κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)32018

    • 著者名/発表者名
      Saito Y.、Minamidate T.、Kawamoto A.、Matsunaga N.、Nomura K.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 ページ: 205141~205141

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.205141

    • 査読あり
  • [学会発表] Low temperature magnetic state of lambda-(BEDT-STF)2FeCl42018

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka, S.
    • 学会等名
      International Symposium of Structural Thermodynamics for Young Thermodynamicists
    • 国際学会
  • [学会発表] 13C-NMR on beta (BEDT-TTF) 2 I32018

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto A.
    • 学会等名
      ICFMS 2018 Trends in Functional Materials: From Fundamental to Applications
    • 招待講演
  • [学会発表] 13 C NMRによるlambda-(BEDT-TTF) 2 GaCl 4 の圧力下 の電子物性の研究2018

    • 著者名/発表者名
      澤田賢志, 斉藤洋平, 福岡脩平, 河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 13 C NMR測定によるpai-d 系物質lambda-(BEDT-STF)2FeCl4 の低温磁気状態の研究2018

    • 著者名/発表者名
      福岡脩平, 南舘孝亮, 松永悟明, 野村一成, 井原慶彦, 河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] lambda-(BEDT-STF)2FeCl 4の磁気秩序に関する熱的研究.2018

    • 著者名/発表者名
      福岡脩平,南舘孝亮,松永悟明,野村一成,井原慶彦,河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] lambda-(BETS)2GaCl 4 の 69/71 Ga-NMR法を用いた電 荷/スピン異常の選択的検出.2018

    • 著者名/発表者名
      辻晃平, 小林拓矢, 河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会

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公開日: 2019-12-27  

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