2018 年度研究成果報告書

先進的な高圧下物性測定技術によるウラン強磁性超伝導物質の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	16K05463
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	物性Ⅱ
研究機関	国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究代表者	立岩尚之国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究主幹 (50346821)
研究協力者	芳賀芳範山本悦嗣
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	ウラン系強磁性超伝導 / 高圧実験
研究成果の概要	本研究課題では高圧下磁化測定を通してウラン強磁性超伝導物質の研究を行った。圧力セルに皿バネを導入し、より静水圧性の高い環境下で測定が可能になった。動的磁性の研究のため、Takahashiによるスピンのゆらぎ理論のアクチノイド５f電子系への適用を検討し、その妥当性を明らかにした。UGe2の高圧下磁化測定を行い、データをTakahashi理論で解析した。スピンのゆらぎの特性温度T0の圧力効果と超伝導転移温度Tscの強い相関を見出し、強磁性ゆらぎに起因する超伝導の特性を明らかにした。また、URhSi, URhAl, UGa2, UCu2Ge2などの強磁性化合物の磁気臨界現象を研究した。
自由記述の分野	物性II
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究課題では、高圧下磁化測定の実験手法が改善され、静水圧下の高い環境下における測定が可能になった。この手法は他の研究分野でも有益である。また、高温超伝導体等の研究では中性子散乱実験などを通して磁気ゆらぎと超伝導の相関が明らかにされ、理論的理解が進展してきた。この点、実験手段が限定されるウラン系化合物では進歩が遅れていた。本研究課題ではTakahashiによるスピンのゆらぎ理論を用いて、ウラン強磁性超伝導物質UGe2等の強磁性ゆらぎの定量的評価が行われ、ゆらぎと超伝導の相関が明らかにされた。他の強相関電子系超伝導物質との比較検討も可能になり、今後の研究の発展に寄与することが期待される。