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近年、空間反転対称性の破れた超伝導が注目を集めている。いくつかのグループで反転対称性の破れた新しい超伝導物質が見出されているが、そのほとんどは従来型の超伝導の性質を示している。一方、従来型と著しい違いを見せているのは重い電子系超伝導体である。本研究は空間反転対称性の破れた重い電子系超伝導体CeRhSi_3の超伝導に関する研究を推進し、空間反転対称性の破れた超伝導の物理を開拓することを目的としている。本年度はCeRhSi_3の新奇な超伝導の性質を明らかにするために、高圧・高磁場・極低温を組み合わせた複合極現場における電気抵抗測定を行った。その結果、CeRhSi_3の超伝導上部臨界磁場の温度依存性は、ある温度で折れ曲がり、その折れ曲がり点から常伝導相に向かって相転移線が延びていることを明らかにした。この折れ曲がり点(すなわち3重点)は、磁気秩序温度と超伝導転移温度が一致する圧力以上で発現し、圧力印加とともに高磁場、低温側ヘシフトしていく。このことは、この3重点は磁性と密接な関係にあり、3重点を境に超伝導の性質が異なることを意味する。このような著しい性質は、これまでの(空間反転対称性の破れていない)重い電子系圧力誘起超伝導体では見出されていない特異な性質である。
CeRhSi_3の同系物質で、常磁性物質であるCeCoSi_3の純良単結晶育成を用いて、ドハース・ファンアルフェン効果の実験を行い、フェルミ面の形状とサイクロトロン有効質量を実験的に明らかにした。その結果、CeCoSi_3のフェルミ面はCeRhSi_3のフェルミ面とはトポロジーが異なる一方CeRhSi_3のCe4f電子を遍歴電子として扱ったバンド計算と定性的に一致することが明らかになった。このことは、CeRhSi_3のフェルミ面は単純な遍歴バンドの描像では理解できないことを示している。
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