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2022 年度 実績報告書

磁場方位制御可能なサブピコメートル膨張計の開発と新奇超伝導相の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K20893
研究機関中央大学

研究代表者

橘高 俊一郎  中央大学, 理工学部, 准教授 (80579805)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワード膨張計 / 磁歪 / 超伝導
研究実績の概要

CeCoIn5は超伝導1次相転移を伴う強いパウリ常磁性効果を示すが、c軸方向の磁場下におけるFFLO超伝導の実現可能性は未だに明確になっていない。前年度までに実施したc軸方向の磁歪測定から、c軸磁場下で履歴を伴う超伝導1次相転移の観測に成功し、微弱ではあるがc軸磁歪が多段構造を示すことを明らかにした。今年度は、磁歪の多段構造の試料依存性を検証するために新たにCeCoIn5の高純度単結晶試料を育成し、同一の試料を用いてc軸方向に加えてa軸方向の試料長変化についても測定した。さらに、ベクトルマグネットを用いて磁場方位も精密制御し、それぞれの方位の試料長変化についてbc面内磁場角度依存性まで追究した。その結果、c軸磁場下の上部臨界磁場近傍でc軸磁歪は2段構造を示すが、a軸磁歪は単一の相転移しか示さないことを明らかにした。その原因として、FFLO相転移が異方的な試料長変化を伴う可能性を指摘した。一連の磁歪測定は、磁場方向に対して膨張計を様々な向きで取り付けられるように小型化したことで実現した。得られた結果の詳細は日本物理学会等で口頭発表を行った。

本研究期間全体では、キャパシタンス式膨張計の開発・改良が進み、サブピコメートルの高感度を達成した上で膨張計を小型化することにも成功し、精密磁歪測定の応用可能性を当初想定した以上に広げることができた。FFLO超伝導の実現が期待される非従来型超伝導体Sr2RuO4とCeCoIn5において微弱な磁歪異常を検出することにも成功し、FFLO超伝導研究においても重要な進展があった。本研究の実施により、試料長の温度・磁場・磁場角度依存性をサブピコメートルの分解能で測定することが可能となり、精密物性研究の新たな扉を拓くことができた。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] CEA Grenoble(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CEA Grenoble
  • [雑誌論文] Anisotropic field response of specific heat for a ferromagnetic superconductor UCoGe in magnetic fields2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Nakamura, Shunichiro Kittaka, Kazushige Machida, Yusei Shimizu, Ai Nakamura, Dai Aoki, and Toshiro Sakakibara
    • 雑誌名

      Rev. Rev. B

      巻: 106 ページ: 035152(1-9)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.035152

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous electromagnetic response in the spin-triplet superconductor UTe22022

    • 著者名/発表者名
      Yusei Shimizu, Shunichiro Kittaka, Yohei Kono, Toshiro Sakakibara, Kazushige Machida, Ai Nakamura, Dexin Li, Yoshiya Homma, Yoshiki J. Sato, Atsushi Miyake, Minoru Yamashita, and Dai Aoki
    • 雑誌名

      Rev. Rev. B

      巻: 106 ページ: 214525(1-6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.214525

    • 査読あり
  • [学会発表] 磁場角度分解磁歪測定から探るCeCoIn5のFFLO相転移2023

    • 著者名/発表者名
      橘高 俊一郎, 綱島 海斗, 木元 大介, 河野 洋平, 清水 悠晴, 山下 穣, 榊原 俊郎, 横山 淳, 町田 一成
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] YbRh2Si2の磁場角度分解磁気熱量効果とエントロピー2023

    • 著者名/発表者名
      河野 洋平, G. Lapertot, 清水 悠晴, 青木 大, 榊原 俊郎, 橘高 俊一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] 磁場方位精密制御下における磁歪・比熱測定による超伝導研究2023

    • 著者名/発表者名
      橘高 俊一郎
    • 学会等名
      広島大学大学院先進理工系科学研究科設立3周年記念ポストシンポジウム「量子物質研究の新展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁場方位制御下での極低温熱量測定から拓く新奇量子現象2022

    • 著者名/発表者名
      橘高 俊一郎
    • 学会等名
      第1回アシンメトリ量子研究会
  • [学会発表] Field-angle-resolved specific-heat measurements of YbRh2Si22022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kono, G. Lapertot, Y. Shimizu, D. Aoki, T. Sakakibara, and S. Kittaka
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
    • 国際学会
  • [学会発表] YbRh2Si2の磁場角度分解比熱と磁気熱量効果測定2022

    • 著者名/発表者名
      河野 洋平, G. Lapertot, 清水 悠晴, 青木 大, 榊原 俊郎, 橘高 俊一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.phys.chuo-u.ac.jp/labs/kittaka/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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