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2019 年度 実績報告書

逆ペロブスカイト酸化物の新超伝導体と関連物質の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J07577
研究機関京都大学

研究代表者

池田 敦俊  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワード超伝導 / 逆ペロブスカイト酸化物 / ディラック電子 / トポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導
研究実績の概要

Sr(3-x)SnO (x~0.5)の試料について、0.3 Kまでのミューオンスピン回転(μSR)実験を行った。昨年度に1.6 Kまで測定した結果が再現され、さらに低温では試料内のミューオン緩和率が温度にほとんど依存しないことを明らかにした。この結果は超伝導ギャップにノードがないことを意味している。また、ミューオン緩和率から導かれる磁場侵入長が数百ナノメートルであり、5 Kという転移温度を考慮すると非常に長いことがわかった。磁場侵入長が長いという事実はSr(3-x)SnOがドープされたディラック電子系であることと整合的であると同時に、Sr(3-x)SnOにおける超伝導が非従来型である可能性を示唆している。
Sr(3-x)SnOは5 Kと0.8 Kで2段階の超伝導転移を示すが、0.8 Kではミューオン緩和率の増大は見られなかった。ミューオン緩和率の変化が検出限界を下回ったと考えられる。また、ゼロ磁場での測定では時間反転対称性の破れは検出されなかった。この研究はスイスのポール・シェラー研究所との共同研究である。
新しい超伝導体であるCaSb2を発見した。直流・交流磁化率、電気抵抗、比熱の温度依存性において1.7 K以下で超伝導が見られた。転移温度の磁場依存性から、上部臨界磁場は0.2 Tと見積もられた。また、直流磁化率の磁場依存性から下部臨界磁場は5 mTより小さいことがわかった。CaSb2の電子構造は非共型の結晶対称性によって保護されたディラック線を持っている。そのような物質の常伝導状態では特異な物性が理論的に予言されているので、超伝導状態に対してもディラック線がどのように寄与するか興味深い。この研究は京都大学基礎物理学研究所との共同研究である。

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

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] ポール・シェラー研究所(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ポール・シェラー研究所
  • [国際共同研究] ブリティッシュコロンビア大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ブリティッシュコロンビア大学
  • [雑誌論文] Superconductivity in the nonsymmorphic line-nodal compound CaSb22020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Atsutoshi、Kawaguchi Mayo、Koibuchi Shun、Hashimoto Tatsuki、Kawakami Takuto、Yonezawa Shingo、Sato Masatoshi、Maeno Yoshiteru
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 4 ページ: 041801(R)

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.4.041801

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Penetration depth and gap structure in the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO revealed by μSR2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Atsutoshi、Guguchia Zurab、Oudah Mohamed、Koibuchi Shun、Yonezawa Shingo、Das Debarchan、Shiroka Toni、Luetkens Hubertus、Maeno Yoshiteru
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 ページ: 174503

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.174503

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Negative ionic states of tin in the oxide superconductor Sr3-xSnO revealed by Moessbauer spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Atsutoshi、Koibuchi Shun、Kitao Shinji、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Seto Makoto、Maeno Yoshiteru
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 ページ: 245145

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.100.245145

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 逆ペロブスカイト酸化物超伝導体Sr3-xSnOに対するμSR測定の試料依存性2020

    • 著者名/発表者名
      池田敦俊、ググチア・ズーラブ、オーダ・モハメッド、鯉渕駿、米澤進吾、ルエトケンス・フベルタス、前野悦輝
    • 学会等名
      京都大学 物性科学センター 第18回研究交流会
  • [学会発表] 逆ペロブスカイト酸化物超伝導体Sr3-xSnOに対する極低温μSR実験2020

    • 著者名/発表者名
      池田敦俊、ググチア・ズーラブ、オーダ・モハメッド、鯉渕駿、米澤進吾、ルエトケンス・フベルタス、前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会第 75 回年次大会
  • [学会発表] Moessbauer and μSR experiments on the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Atsutoshi、Kitao Shinji、Guguchia Zurab、Koibuchi Shun、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Luetkens Hubertus、Seto Makoto、Maeno Yoshiteru
    • 学会等名
      Oxide superspin Workshop 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic results and synthesis improvement of the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • 著者名/発表者名
      Koibuchi Shun、Ikeda Atsutoshi、Guguchia Zurab、Kitao Shinji、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Seto Makoto、Luetkens Hubertus、Maeno Yoshiteru
    • 学会等名
      Oxide superspin Workshop 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 層状逆ペロブスカイト型酸化物の合成と低温物性2019

    • 著者名/発表者名
      池田敦俊、鯉渕駿、川口真世、米澤進吾、前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 2019 年秋季大会
  • [学会発表] μSR experiments on the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Atsutoshi、Guguchia Zurab、Koibuchi Shun、Oudah Mohamed、Yonezawa Shingo、Luetkens Hubertus、Maeno Yoshiteru
    • 学会等名
      International Conference on Topological Materials Science 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Moessbauer spectra of the antiperovskite oxide superconductor Sr3-xSnO2019

    • 著者名/発表者名
      Koibuchi Shun、Ikeda Atsutoshi、Kitao Shinji、Yonezawa Shingo、Seto Makoto、Maeno Yoshiteru
    • 学会等名
      International Conference on Topological Materials Science 2019
    • 国際学会
  • [備考] Sr3-xSnOにおけるスズの陰イオン状態の観測

    • URL

      https://ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/observation-of-anion-state-of-tin-in-sr3-xsno/

  • [備考] CaSb2における超伝導の発見

    • URL

      https://ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/discovery-of-superconductivity-in-casb2/

  • [備考] Sr3-xSnOに対するμSR測定

    • URL

      https://ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/%CE%BCsr-on-sr3-xsno/

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公開日: 2021-01-27  

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