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2022 年度 実績報告書

ルテニウム酸化物超伝導の試料高品質化がもたらす真の磁場-温度相図の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K04715
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

菊川 直樹  国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主幹研究員 (00442731)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード超伝導 / ルテニウム酸化物 / 高品質単結晶育成
研究実績の概要

本研究の目的は,Sr2RuO4の超伝導について,近年高磁場領域にて見出した「新しい超伝導相」をもとに深い知見を得ることである.それにより,異方的超伝導 Sr2RuO4の超伝導対称性の決定へつなげることである.Sr2RuO4では,近年転換点となる,われわれの育成した高品質試料において超伝導転移温度以下でスピン磁化率が減少した.これに基づいて,この物質の超伝導状態についての研究をおこなってきた.弾性率測定から超伝導秩序変数が2成分からなること,さらに一軸圧力下でのミューオンスピン緩和実験から,超伝導転移温度と時間反転対称性を破る温度が,面内方向への一軸圧力下により分離することを見いだした.さらなる1 GPa以上の一軸圧力下で,磁気秩序を発見した.一方,転移点の分離は比熱測定からは見られていないことは,今後の整合性にさらなる研究を必要としている.今年度の大きな成果として弾性熱量効果から,温度-一軸圧力の詳細な相図を得ることもでき,磁気秩序相が超伝導相と隣接することが明確となった.さらには,面間方向への一軸圧力効果による磁場-温度相図も明らかにした.浮遊帯域法での結晶育成については,従来の二層型フィラメントに替わる,単層型フィラメントのハロゲンランプの開発に成功し,より安定した溶融帯を得ることができた.これはSr2RuO4のみならず,これを合金試料育成にも応用でき,レーザーを用いたより集光した溶融帯を得ることで大型化かつ高品質な単結晶を育成できた.この成果も論文にまとめた.今後も育成の改良を重ね高品質化も大型化を合わせもつ単結晶育成への指針を得た.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件)

  • [国際共同研究] Max Plank Institute (Dresden)(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Plank Institute (Dresden)
  • [国際共同研究] University of St. Andrews(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of St. Andrews
  • [雑誌論文] Bulk Physical Properties of a Magnetic Weyl Semimetal Candidate NdAlGe Grown by a Laser Floating-Zone Method2023

    • 著者名/発表者名
      Kikugawa Naoki、Terashima Taichi、Kato Takashi、Hayashi Momoko、Yamaguchi Hitoshi、Uji Shinya
    • 雑誌名

      Inorganics

      巻: 11 ページ: 20~20

    • DOI

      10.3390/inorganics11010020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elastocaloric determination of the phase diagram of Sr2RuO42022

    • 著者名/発表者名
      Li You-Sheng、Garst Markus、Schmalian Jorg、Ghosh Sayak、Kikugawa Naoki、Sokolov Dmitry A.、Hicks Clifford W.、Jerzembeck Fabian、Ikeda Matthias S.、Hu Zhenhai、Ramshaw B. J.、Rost Andreas W.、Nicklas Michael、Mackenzie Andrew P.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 607 ページ: 276~280

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04820-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The superconductivity of Sr2RuO4 under c-axis uniaxial stress2022

    • 著者名/発表者名
      Jerzembeck Fabian、Roising Henrik S.、Steppke Alexander、Rosner Helge、Sokolov Dmitry A.、Kikugawa Naoki、Scaffidi Thomas、Simon Steven H.、Mackenzie Andrew P.、Hicks Clifford W.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 4596-1~13

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32177-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tuning the Fermi liquid crossover in Sr2RuO4 with uniaxial stress2022

    • 著者名/発表者名
      Chronister A.、Zingl M.、Pustogow A.、Luo Yongkang、Sokolov D. A.、Jerzembeck F.、Kikugawa N.、Hicks C. W.、Mravlje J.、Bauer E. D.、Thompson J. D.、Mackenzie A. P.、Georges A.、Brown S. E.
    • 雑誌名

      npj Quantum Materials

      巻: 7 ページ: 113-1~6

    • DOI

      10.1038/s41535-022-00519-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong increase in ultrasound attenuation below Tc in Sr2RuO4: Possible evidence for domains2022

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Sayak、Kiely Thomas G.、Shekhter Arkady、Jerzembeck F.、Kikugawa N.、Sokolov Dmitry A.、Mackenzie A. P.、Ramshaw B. J.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 ページ: 024520-1~8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.024520

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Propagating charge carrier plasmons in Sr2RuO42022

    • 著者名/発表者名
      Knupfer Martin、Jerzembeck Fabian、Kikugawa Naoki、Roth Friedrich、Fink Jorg
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 ページ: L24110-1~6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.L241103

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2023-12-25  

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