2020 年度研究成果報告書

電荷近藤効果と新奇超伝導現象の物質系を横断した普遍性の探策

研究課題

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研究課題/領域番号	18K18734
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分13:物性物理学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	椋田秀和大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90323633)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード	核磁気共鳴 / 超伝導 / 電子局所自由度 / 近藤効果
研究成果の概要	電子の複数の局所自由度が巨大伝導電子系と混成したときに創発される新しい異常物性の研究を行った。原子価スキップする可能性のある候補物質のTlをドープしたPbTeにおいて、サイト選択NMR法で低温での核磁気緩和率の異常な上昇がドーパントに由来する本質的な現象であることを突き止めた。原子価スキップしないドーパント系などの測定も展開し、比較した結果、ドーパントがTlのときのみ異常つまり電子状態の揺らぎが見られることがわかった。非常に希な現象であることがわかり、これまであまり注目されなかった電子の局所自由度の揺らぎが巨大伝導電子系と混成したときに創発される新しい異常物性の開拓を今後も目指していきたい。
自由記述の分野	超伝導
研究成果の学術的意義や社会的意義	縮退した局在スピンと伝導電子の混成によって解明された近藤効果から半世紀を経た今、スピン以外の自由度が巨大な伝導電子の集団と混成したときに現れる新しいタイプの近藤効果が注目されている。本研究において、原子価スキップ現象による複数の価数(電荷)自由度が伝導電子と混成した電子状態揺らぎの異常を、核磁気共鳴を用いたミクロな視点から世界で初めて明らかにした。原子価スキップ現象が関連した現象はまだ未開拓の領域であり、本研究の萌芽的な成果は今後この現象が起因となる新しい超伝導機構の存在や熱電性能を向上させる可能性など、物性物理学の新概念を創出する可能性があり、今後のさらなる発展が期待される。