多元環境下の新しい量子物質相の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20001004
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系; 数物系科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 北岡 良雄 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70110707)
• 研究分担者: 三宅 和正 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90109265) ; 木村 剛 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (80323525) ; 木須 孝幸 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (20391930) ; 伊豫 彰 (独)産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (50356523) ; 秋光 純 青山学院大学, 理工学部, 教授 (80013522) ; 大隅 寛幸 (独)理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 専任研究員 (90360825) ; 常盤 和靖 東京理科大学, 基礎工学部, 准教授 (60307709) ; 大貫 惇睦 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40118659) ; 八島 光晴 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (10397771)
• 連携研究者: 椋田 秀和 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (90323633)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 強相関電子系物質 / 高温超伝導 / 磁気秩序 / 強誘電性 / 核磁気共鳴

研究概要

(1)多層型銅酸化物高温超伝導物質の系統的な研究から,高温超伝導現象の起源は反強磁性磁気秩序を生み出す超交換相互作用に起因することを明らかにし,発見以来25年経過してもなお混沌としていた銅酸化物高温超伝導現象を解明
(2)Feニクタイド系新高温超伝導体が超伝導状態は等方的なギャップを有するマルチギャップ符号反転S±波モデルによって説明できることを示した
(3)六方晶フェライトSr_3Co_2Fe_24O_41において電気磁気効果の室温弱磁場動作を世界で初めて実現
(4)価数転移の量子臨界点が磁場により誘起されることを理論的に示した.以上の多彩な系において「新しい量子物質相の発見や現象を解明.

研究成果

• [雑誌論文] High-Tc Superconductivity and Antiferromagnetism in Multilayered Copper Oxides -A New Paradigm of Superconducting Mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Mukuda, S. Shimizu, A. Iyo, and Y. Kitaoka
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 011008/1-19
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.01008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel superconducting phases in copper oxides and iron-oxypnictides:NMR studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Kitaoka, Hidekazu Mukuda, Sunao Shimizu , Shin-ichiroTabata , Parasharam M.Shirage , Akira Iyo
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 巻: 72 ページ: 486-491
  • DOI: DOI:10.1016/j.jpcs.2010.10.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-TcSuperconductivity with Tc = 52K under Antiferromagnetic Order in Five-Layered Cuprate Ba_2Ca_4Cu_5O_10(F,O)_2 with T_N=175 K:^<19>F- and Cu-NMR Studies (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Shiimizu, S. Tabata, H. Mukuda, Y. Kitaoka, Parasharam M. Shirage, H. Kito, A. Iyo
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 ページ: 043706/1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.043706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-field magnetoelectric effect at room temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitagawa, Y. Hiraoka, T. Honda, T. Ishikura, H. Nakamura, and T. Ki mura
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 10 ページ: 797-802
  • DOI: DOI:10.1038/NMAT2826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Susceptibility ofNoncentrosymmetric Heavy-Fermion Superconductor CeIrSi_3 under Pressure: ^<29>Si Knight-Shift Study on Single Crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Mukuda, T. Ohara, M. Yashi ma, Y. Kitaoka, R. Settai, Y. Onuki, K. M. Itoh, and E. E. Haller
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 104 ページ: 017002/1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.104.017002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong-Coupling Spin-Singlet Superconductivity with Multiple Full Gaps in Hole-Doped Ba_<0.6>K_<0.4>Fe_2As_2 Probed by ^<57>Fe-NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yashima, H. Nishimura, H. Mukuda, Y. Kitaoka, K. Miyazawa, P. M. Shirage, K. Kihou, H. Kito, H. Eisaki, and A. Iyo
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 103702 /1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.103702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic Phase Transition in Four-Layered High-Tc Superconductors Ba_2Ca_3Cu_4O_8(FyO_<1-y>)_2 with Tc=55-102 K: ^<63>Cu- and 19F-NMR Studies (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, H. Mukuda, Y. Kitaoka, H. Kito, Y. Kodama, P. M. Shirage, and A. Iyo
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 78 ページ: 064705/1-6
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.064705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Fluctuations and Unconventional Superconductivity in the Fe-based Oxypnictide Superconductor LaFeAsO_<0.7> probed by ^<57>Fe-NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Terasaki, H. Mukuda, M. Yashima, Y. Kitaoka, K. Miyazawa, P.M. Shirage, H. Kito, H. Eisaki, A. Iyo
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 013701/1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.013701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase diagram for antiferromagnetism and superconductivity in the pressure-induced heavy-fermion superconductor Ce_2RhIn_8 probed by 115In-NQR (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yashima, S. Taniguchi, H. Miyazaki, H. Mukuda,Y. Ki t ao ka, H. Shishido, R. Settai, and Y. Onuki
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: B80 ページ: 184503/1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.80.184503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong coupling between antiferromagnetic and superconducting order parameters of CeRhIn_5 studied by ^<115>In nuclear quadrupole resonance spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yashima, H. Mukuda, Y. Kitaoka, H. Shishido,R. Settai, and Y. Onuki
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: B 79 ページ: 214528/1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.79.214528
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uniform mixing of antiferromagnetism and high- Tcsuperconductivity in multilayer copper oxides Ba_2Ca_<n-1>Cu_nO_<2n>F_2(n=2,3,4) with apical fluorines: ^<63>Cu-NMR/NQR and ^<19>F-NMR studies (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, T. Sakaguchi, H. Mukuda, Y. Kitaoka, P. M. Shirage, Y. Kodama, and A. Iyo
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: B79 ページ: 064505/1-9
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.80.184503
  • 査読あり
• [学会発表] Critical Valence Fluctuations and Transport Anomalies (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyake
  • 学会等名: International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Antiferromagnetism and High-Tc Superconductivity in multilayered cuprates, (Invited talk). (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Mukuda
  • 学会等名: The 10th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: Washington DC(USA)
  • 年月日: 2012-08-01
• [学会発表] High-TcSuperconductivity and Antiferromagnetismin Multilayered Copper Oxides -A New Paradigm of SC Mechanism- (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitaoka
  • 学会等名: FIRST-QS2C WS on "Emergent Phenomena of Correlated Materials"
  • 発表場所: Okinawa,Japan
  • 年月日: 20111212-15
• [学会発表] Novel Superconducting Phases in Copper Oxides and Iron Pnictides (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitaoka
  • 学会等名: Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2010)
  • 発表場所: Santa Fe, USA
  • 年月日: 20100627-0702
• [学会発表] he antiferromagnetism, quantum criticality and superconductivity in cuprates (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitaoka
  • 学会等名: Gordon Research Conferences "Superconductivity"
  • 発表場所: Hong Kong University of Science and Technology, China
  • 年月日: 20090607-12
• [学会発表] Phase Diagram of Ideally flat CuO2 plane In Cuprate Superconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Mukuda
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 年月日: 2009-09-10
• [図書] 磁性と超伝導の物理-重い電子系の理解のために (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤憲昭、三宅和正
  • 総ページ数: 400
  • 出版者: 名古屋大学出版会
• [図書] Non-Centrosymmetric Superconductors, Lecture Notes in Physics Vol.847 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Onukiand R. Sttai
  • 総ページ数: 81-126
  • 出版者: Springer-Verlag Springer-Verlag
• [図書] 超伝導ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 北岡良雄、三宅和正、秋光純ほか
  • 総ページ数: 312
  • 出版者: 朝倉書店
• [産業財産権] 電気磁気効果材料及びその製造方法 (2010)
  • 発明者名: 木村剛ほか
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 特願 2010-138467
  • 出願年月日: 2010-06-17
• [産業財産権] 超伝導材料、超伝導薄膜及びその製造方法 (2009)
  • 発明者名: 伊豫彰等
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特願 2009-220102
  • 出願年月日: 2009-09-25
• [産業財産権] 多バンド超伝導体及び該超伝導体を用いた超伝導デバイス並びに該超伝導体の作成方法 (2009)
  • 発明者名: 田中康資、伊豫彰等
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特願 2009-189974
  • 出願年月日: 2009-08-19