ファンホーブ特異性を有するハニカム格子化合物におけるカイラルd波超伝導状態の探索

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05451
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 工藤 一貴 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (40361175)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: カイラル超伝導 / ハニカム構造

研究実績の概要

本研究では、時間反転対称性を破る新奇な超伝導状態であるカイラル超伝導状態の探索を進めている。前年度、本研究で発見したハニカム構造を持つ新超伝導体のミュオンスピン回転／緩和実験を行い、超伝導状態において自発磁場発生の兆候を捉えた。その結果は、時間反転対称性の破れた超伝導状態を示唆する。結晶構造の対称性から、その有力な候補として２つのd波対称性が混成して生じるカイラルd波の超伝導状態が挙げられた。平成３０年度は、当該新超伝導体において示唆されたカイラルd波超伝導状態に関する検証を進めた。
(1) 不純物置換を行うと当該新超伝導体の超伝導転移温度が大きく変化することが分かった。その際、電子状態密度とデバイ温度がほとんど変化しなかったことから、当該物質が示す超伝導が少なくとも電子格子相互作用で説明できないことが明らかになった。(2) これまでに行ったミュオンスピン回転／緩和実験の詳細なデータ解析を進め、ミュオンスピン緩和率の物質依存性を調べた。その結果、時間反転対称性の破れた超伝導状態を示唆するミュオンスピン緩和率の増大が、不純物置換によって完全に抑制されることが明らかになった。(3) 第一原理計算を行いバンド構造を調べた結果、フェルミ準位近傍におけるファンホーブ特異性と、ネスティングが比較的良いフェルミ面が示唆された。これらの実験とバンド計算の結果は全て、カイラルd波超伝導発現と矛盾しない。

研究成果

• [国際共同研究] Canadian Light Source/University of Toronto(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: Canadian Light Source/University of Toronto
• [国際共同研究] Max Planck Institute/Philipps-University Marburg(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Max Planck Institute/Philipps-University Marburg
• [国際共同研究] University of Leeds(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Leeds
• [国際共同研究] Italian Institute of Technology/Universita di Roma “La Sapienza”(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: Italian Institute of Technology/Universita di Roma “La Sapienza”
• [国際共同研究] CELLS - ALBA/ICMM, CSIC(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: CELLS - ALBA/ICMM, CSIC
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] Metastable Superconductivity in Two-Dimensional IrTe2 Crystals (2018)
  • 著者名/発表者名: Masaro Yoshida, Kazutaka Kudo, Minoru Nohara, and Yoshihiro Iwasa
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 18 ページ: 3113～3117
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b00673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity in BaPtSb with an Ordered Honeycomb Network (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazutaka Kudo, Yuki Saito, Takaaki Takeuchi, Shin-ya Ayukawa, Takayuki Kawamata, Shinichiro Nakamura, Yoji Koike, and Minoru Nohara
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 ページ: 063702(1~2)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.87.063702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Commensurate versus incommensurate charge ordering near the superconducting dome in Ir1?xPtxTe2 revealed by resonant x-ray scattering (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Takubo, K. Yamamoto, Y. Hirata, H. Wadati, T. Mizokawa, R. Sutarto, F. He, K. Ishii, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, G. Matsuo, H. Ishii, M. Kobayashi, K. Kudo, and M. Nohara
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 97 ページ: 205142(1~9)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.97.205142
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Superconductivity in Hexagonal BaPtAs: SrPtSb- and YPtAs-type Structures with Ordered Honeycomb Network (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazutaka Kudo, Takaaki Takeuchi, Hiromi Ota, Yuki Saito, Shin-ya Ayukawa, Kazunori Fujimura, and Minoru Nohara
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 ページ: 073708(1～5)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.87.073708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast dissolution and creation of bonds in IrTe2induced by photodoping (2018)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Ideta, Dongfang Zhang, Arend G. Dijkstra, Sergey Artyukhin, Sercan Keskin, Roberto Cingolani, Takahiro Shimojima, Kyoko Ishizaka, Hiroyuki Ishii, Kazutaka Kudo, Minoru Nohara, and R. J. Dwayne Miller
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 4 ページ: eaar3867(1～7)
  • DOI: 10.1126/sciadv.aar3867
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development and application of 2.5 GPa-25 T high-pressure high-field electron spin resonance system using a cryogen-free superconducting magnet (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai, S. Kimura, M. Kimata, H. Nojiri, S. Awaji, S. Okubo, H. Ohta, Y. Uwatoko, K. Kudo, and Y. Koike
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Resonance 巻: 296 ページ: 1～4
  • DOI: 10.1016/j.jmr.2018.08.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent local structure and superconductivity of BaPd2As2 and SrPd2As2 (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Terashima, E. Paris, L. Simonelli, E. Salas-Colera, A. Puri, T. Wakita, Y. Yamada, S. Nakano, H. Idei, K. Kudo, M. Nohara, Y. Muraoka, T. Mizokawa, T. Yokoya, and N. L. Saini
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 98 ページ: 094525(1~5)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.98.094525
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ultrathin Bismuth Film on High-Temperature Cuprate Superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+δ as a Candidate of a Topological Superconductor (2018)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Shimamura, Katsuaki Sugawara, Sukrit Sucharitakul, Seigo Souma, Katsuya Iwaya, Kosuke Nakayama, Chi Xuan Trang, Kunihiko Yamauchi, Tamio Oguchi, Kazutaka Kudo, Takashi Noji, Yoji Koike, Takashi Takahashi, Tetsuo Hanaguri, and Takafumi Sato
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 12 ページ: 10977～10983
  • DOI: 10.1021/acsnano.8b04869
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic Imaging of Iron-Based Superconductor Parent FeTe Using X-Ray Fluorescence Holography (2018)
  • 著者名/発表者名: Benedict Paulus, Shinya Hosokawa, Jens Rudiger Stellhorn, Benjamin Klee, Katarzyna M. Sowa, Kazutaka Kudo, Naoki Nishimoto, HiromiOta, Minoru Nohara, Marc de Boissieu, Nils Blanc, Nathalie Boudet, and Wolf-Christian Pilgrim
  • 雑誌名: physica status solidi (b) 巻: 255 ページ: 1800200(1～5)
  • DOI: 10.1002/pssb.201800200
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Superconductivity and polymorphism in Pt and Pd pnictides (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo
  • 学会等名: RIIS Mini-workshop on Exploration of Novel Energy Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Superconductivity in Pt-based pnictides with ordered honeycomb networks (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo
  • 学会等名: International Meeting on Study of Matter at Extreme Conditions (SMEC2019)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Superconductivity in hexagonal BaPtAs and BaPtSb with an ordered honeycomb network (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, T. Takeuchi, H. Ota, Y. Saito, S. Ayukawa, K. Fujimura, T. Kawamata, S. Nakamura, Y. Koike, and M. Nohara
  • 学会等名: J-Physics：多極子伝導系の物理 平成30年度領域全体会議
• [学会発表] Superconductivity and polymorphism in hexagonal BaPtAs with an ordered honeycomb network (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, T. Takeuchi, Y. Saito, H. Ota, and M. Nohara
  • 学会等名: J-Physics 2018: International Workshop on New Materials and Crystal Growth
  • 国際学会
• [学会発表] Superconductivity in Novel Hexagonal BaPtAs with an Ordered Honeycomb Network (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, T. Takeuchi, H. Ota, and M. Nohara
  • 学会等名: The 12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors (M2S2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 秩序型ハニカム構造を持つ六方晶BaPtAsの超伝導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 工藤一貴, 竹内貴亮, 太田弘道, 齋藤有紀, 鮎川晋也, 藤村一徳, 野原実
  • 学会等名: 日本物理学会2018年秋季大会
• [学会発表] Superconductivity and polymorphism in hexagonal Pt-based pnictides (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo
  • 学会等名: 2018 E-MRS Fall Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 秩序型ハニカム構造を持つ新超伝導体BaPtAsとBaPtSbの発見 (2018)
  • 著者名/発表者名: 工藤一貴，竹内貴亮，齋藤有紀，野原実
  • 学会等名: 第１２回物性科学領域横断研究会（領域合同研究会）
• [学会発表] Superconductivity in hexagonal BaPtAs with an ordered honeycomb network (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, T. Takeuchi, Y. Saito, and M. Nohara
  • 学会等名: International Workshop on j-fermion Physics and Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Ptニクタイドの結晶多形と超伝導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 工藤一貴，竹内貴亮，齋藤有紀，野原実
  • 学会等名: 東京大学物性研究所 短期研究会「量子多体効果が生み出す液晶的電子状態」
• [学会発表] Discovery of Superconductivity in BaPtSb with a Noncentrosymmetric Structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Saito, K. Kudo, T. Takeuchi, S. Ayukawa, T. Kawamata, S. Nakamura, Y. Koike, and M. Nohara
  • 学会等名: The 12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors (M2S2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 秩序型ハニカム構造を持つBaPtSbの超伝導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋藤有紀, 工藤一貴, 竹内貴亮, 鮎川晋也, 川股隆行, 中村慎一郎, 小池洋二, 野原実
  • 学会等名: 日本物理学会2018年秋季大会
• [備考] 新しい超電導体を作り出す~電気抵抗ゼロの世界~
  • URL: https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press30/press-180531-5.pdf