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2021 年度 実績報告書

ウラン系強磁性超伝導体の量子臨界現象

研究課題

研究課題/領域番号 20K22338
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

常盤 欣文  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 副主任研究員 (30737458)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード超伝導 / ウラン
研究実績の概要

ウラン化合物には強磁性と超伝導が共存する物質が多くみられる。それらはスピン三重項超伝導と考えられており多くの注目を集めている。非従来型超伝導体では、多くの場合常伝導状態に既に非フェルミ液体状態という異常な金属相が見られることが知られており、この特異な常伝導状態が非従来型超伝導の発現と深くかかわっているものと考えられている。一方、ウラン化合物の強磁性超伝導体の常伝導状態はどのような性質を示すのか。これはまだ研究例が少なく明らかになっていない。本研究は、磁気熱量効果などを用いて、温度‐磁場相図上でエントロピーをマッピングし、ウラン系強磁性超伝導体の常伝導状態の性質を明らかにすることが目的である。
最近、注目されているスピン三重項超伝導体UTe2の25Tまでの強磁場における磁化測定を行い、dM/dT=dS/dTの熱力学的関係式を用い、エントロピーのマッピングを行った。a-軸方向では7Tあたりにリフシッツ転移によるエントロピーの増大が見られた。これは、これまでの研究結果とよく整合している。b-軸方向ではメタ磁性転移によるエントロピーの増強が見られる。この磁場方向では超伝導転移温度(Tc)が磁場によりいったんは抑制され、15T程度の磁場以上でTcが上昇に転じるという非単調な磁場依存性が観測されている。我々が発見した磁場によるエントロピーの増加は、このTcの非単調な磁場依存性と関係していると考えられる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] アウグスブルグ大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      アウグスブルグ大学
  • [雑誌論文] Effect of uranium deficiency on normal and superconducting properties in unconventional superconductor UTe22022

    • 著者名/発表者名
      Y Haga, P Opletal, Y Tokiwa, E Yamamoto, Y Tokunaga, S Kambe and H Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 34 ページ: 175601-1, -7

    • DOI

      10.1088/1361-648X/ac5201

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frustrated magnet for adiabatic demagnetization cooling to milli-Kelvin temperatures Communications2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Tokiwa, Sebastian Bachus, Kavita Kavita, Anton Jesche, Alexander A. Tsirlin, Philipp Gegenwart
    • 雑誌名

      Communications Materials

      巻: 2 ページ: 42-1,42-6

    • DOI

      10.1038/s43246-021-00142-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] UTe2の常伝導相におけるゆらぎの研究2022

    • 著者名/発表者名
      徳永陽, 酒井宏典, 神戸振作, P. Opletal, 常盤欣文, 芳賀芳範, 藤林裕己, 金城克樹, 北川俊作, 石田憲二, 佐藤芳樹, 仲村愛, 清水悠晴, 李徳新, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会2022年春季大会
  • [学会発表] UTe2の格子欠陥が物性に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      芳賀芳範, Petr Opletal, 常盤欣文, 山本悦嗣, 徳永陽, 神戸振作, 酒井宏典
    • 学会等名
      日本物理学会2022年春季大会
  • [学会発表] URu2Si2の1軸圧下Ru-NQR2022

    • 著者名/発表者名
      神戸振作, 酒井宏典, 徳永陽, 常盤欣文, 山本悦嗣, 芳賀芳範
    • 学会等名
      日本物理学会2022年春季大会
  • [学会発表] Frustrated magnet for adiabatic demagnetization cooling2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Tokiwa, Sebastian Bachus, Kavita Kavita, Anton Jesche, Alexander A. Tsirlin, Philipp Gegenwart
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] フラストレートした磁性体による極低温冷却2021

    • 著者名/発表者名
      常盤欣文, Sebastian Bachus, Kavita Kavita, Anton Jesche, Alexander A. Tsirlin, Philipp Gegenwart
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [学会発表] 層状構造を持つウラン化合物U2Pt6Al15の結晶構造と物性2021

    • 著者名/発表者名
      芳賀芳範, 常盤欣文, 山本悦嗣, 三宅厚志, 徳永将史
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [学会発表] NMRによるUTe2の磁気揺らぎの研究2021

    • 著者名/発表者名
      徳永陽, 酒井宏典, 神戸振作, P. Opletal, 常盤欣文, 芳賀芳範, 仲嶺元気, 藤林裕己, 金城克樹, 北川俊作, 石田憲二, 佐藤芳樹, 仲村愛, 清水悠晴, 李徳新, 本間佳哉, 本多史憲, 青木大
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会

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公開日: 2022-12-28  

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