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2014 年度 実績報告書

磁気相と共存・競合関係にある強相関電子系超伝導体の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23244075
研究機関京都大学

研究代表者

石田 憲二  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90243196)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード強相関電子系 / 鉄系超伝導 / 強磁性超伝導
研究実績の概要

本研究では、磁気相近傍で出現する非従来型超伝導に見られる磁性と超伝導の共存・競合の様子を微視的実験から明らかにすることである。また、磁気相と超伝導の関係を考察することにより、非従来の超伝導発現機構について手がかりを得る。本研究では特にウラン(U)系強磁性超伝導体と鉄砒素超伝導体において研究を行う。
(1) 強磁性超伝導体UCoGeにおける強磁性揺らぎと超伝導
我々はUCoGeにおいて核磁気共鳴(NMR)の実験を行い、この物質の磁気ゆらぎの性質を調べ、c軸方向に一軸異方性を持つ強磁性ゆらぎが存在することを明らかにした。またこの磁気ゆらぎと超伝導の関係を、緩和率と超伝導マイスナー信号の角度依存性から調べ、この磁気ゆらぎと超伝導に正の相関があることを実験的に示した。またb軸方向に磁場を印加した際、c軸方向の強磁性ゆらぎが低温まで増強されること、それに伴って超伝導が強まっていることも突き止めた。強磁性磁気ゆらぎの磁場依存性はこの強磁性ゆらぎが超伝導を誘起していることを示した実験結果である。
(2) 鉄系超伝導体における磁性、軌道、超伝導の相関
我々は、同価数元素置換系BaFe2(As1-xPx)2 において、反強磁性相と超伝導は共存・競合関係にあること、反強磁性量子臨界ゆらぎが超伝導に重要であることを微視的な測定の75As核と31P核のNMR実験より示した。今年度はFeSe超伝導体の構造・磁性・超伝導の関係を77Se-NMRより調べた。その結果、この物質では構造相転移温度以下で磁気秩序は見られないもののその温度以下でストライプ相関を持った反強磁性ゆらぎが発達することを明らかにし、構造と磁気的性質が関係していることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

鉄系とウラン系の非従来型超伝導体において磁気ゆらぎと超伝導の関係を調べることにより、超伝導の発現機構の解明を目指してきたが、鉄系超伝導ではストライプ型の反強磁性揺らぎが、U系強磁性超伝導ではイジング異方性を持つ強磁性ゆらぎが超伝導と関係していることを突き止めた。今後は鉄系超伝導体では他の系においても反強磁性ゆらぎと超伝導の関係が見られるのか、強磁性超伝導体では加圧下の実験を行い強磁性ゆらぎと超伝導の関係が見られるのか調べていく。

今後の研究の推進方策

本研究課題は順調に進んでいる。現段階では研究計画の変更や問題点はないが、今後問題が生じれば早急な対処に心がける。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Origin of the Tetragonal-to-Orthorhombic Phase Transition in FeSe: A Combined Thermodynamic and NMR Study of Nematicity2015

    • 著者名/発表者名
      A. E. Böhmer, T. Arai, F. Hardy, T. Hattori, T. Iye, T. Wolf, H. v. Löhneysen, K. Ishida, and C. Meingast
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 114 ページ: 027001 1-5

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.027001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ferromagnetic critical behavior in U(Co1-xFex)Al (0  x  0.02) studied by 59Co nuclear quadrupole resonance measurements2015

    • 著者名/発表者名
      K. Karube, T. Hattori, K. Ishida, and N. Kimura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 91 ページ: 075131 1-6

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevB.91.075131

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Emergence of Orbital Nematicity in the Tetragonal Phase of BaFe2(As1−xPx)22015

    • 著者名/発表者名
      T. Iye, M-H. Julien, H. Mayaffre, M. Horvatić, C. Berthier, K. Ishida, H. Ikeda, S. Kasahara,
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 84 ページ: 043705 1-5

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.84.043705

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ウラン系強磁性超伝導体における強磁性ゆらぎが誘起するスピン三重項超伝導2015

    • 著者名/発表者名
      石田憲二,服部泰佑,佐藤憲昭,出口和彦,多田靖啓,藤本聡
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 50 ページ: 23-32

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Relationship between Ferromagnetic Criticality and the Enhancement of Superconductivity Induced by Transverse Magnetic Fields in UCoGe2014

    • 著者名/発表者名
      T. Hattori, K. Karube, K. Ishida, K. Deguchi, N. K. Sato, T. Yamamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 83 ページ: 073708 1-5

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.83.073708

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Uniaxial Pressure Response in UCoAl Studied by Nuclear Magnetic Resonance Measurement2014

    • 著者名/発表者名
      K. Karube, S. Kitagawa, T. Hattori, K. Ishida, N. Kimura, and T. Komatsubara
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 83 ページ: 084706 1-5

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.83.084706

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin-Triplet Superconductivity Induced by Longitudinal Ferromagnetic Fluctuations in UCoGe Probed by 59Co NMR Measurement2014

    • 著者名/発表者名
      T. Hattori, Y. Ihara, K. Karube, D. Sugimoto, K. Ishida, K. Deguchi, N. K. Sato, T. Yamamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 83 ページ: 061012 1-8

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.83.061012

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 77Se-NMRを用いた単結晶FeSeの超伝導状態の研究2015

    • 著者名/発表者名
      新井健司,家哲也,石田憲二,A. E. B HMER,F. HARDY,P.SCHWEISS,T. WOLF,C. MEINGASTb
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Sr2RuO4及び他の超伝導体の核スピン-スピン緩和率測定2015

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏,服部泰佑,山中隆義,石田憲二,毛志強,深澤英人,前野悦輝,大貫惇睦,松田達磨,宍戸寛明
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Sr2RuO4の超伝導状態のNMR2015

    • 著者名/発表者名
      石田憲二,真砂全宏,前野悦輝,三宅和正
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] RCoIn5 (R = Ce, Yb)薄膜及び重い電子系超格子CeCoIn5/YbCoIn5におけるNMR/NQR測定2015

    • 著者名/発表者名
      山中隆義,下澤雅明,遠藤僚太,水上雄太,宍戸寛明,芝内孝禎,寺嶋孝仁,松田祐司,石田憲二
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 強磁性超伝導体UCoGeにおける強磁性ゆらぎの圧力変化2015

    • 著者名/発表者名
      服部泰佑,杉本大輔,軽部皓介,石田憲二,出口和彦,佐藤憲昭,山村朝雄,水戸毅
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Ruナノ粒子の核磁気共鳴による研究2015

    • 著者名/発表者名
      西宮大輔,真砂全宏,石田憲二,草田康平,北川宏
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Extra Magnetization in the Superconducting State of Sr2RuO4 Identified with 87Sr and 99Ru-NMR Measurements2014

    • 著者名/発表者名
      K. Ishida
    • 学会等名
      TQP2014
    • 発表場所
      京都大学時計台ホール 京都
    • 年月日
      2014-12-18
    • 招待講演
  • [学会発表] NMR/NQR Studies on UCoAl / UCoGe2014

    • 著者名/発表者名
      K. Ishida
    • 学会等名
      REIMEI-ICC-IMR Workshop (24th ASRC International Workshop)
    • 発表場所
      東北大 金研 仙台
    • 年月日
      2014-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Superconductivity Induced by Longitudinal Ferromagnetic Fluctuations in UCoGe2014

    • 著者名/発表者名
      石田憲二
    • 学会等名
      The 13th CROSSroads Workshop 「強相関電子系の物理」
    • 発表場所
      東海原研 茨城
    • 年月日
      2014-12-03
    • 招待講演
  • [学会発表] NMR Investigation on Iron-based Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      石田憲二
    • 学会等名
      「多自由度電子状態と電子相関が生み出す新奇超伝導の物理」
    • 発表場所
      京大基研
    • 年月日
      2014-10-21
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体の超格子CeCoIn5/YbCoIn5に対するNMR/NQR測定2014

    • 著者名/発表者名
      山中隆義,石田憲二,下澤雅明,遠藤僚太,水上雄太,宍戸寛明,芝内孝禎,寺嶋孝仁,松田祐司
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 単結晶FeSeの77Se-NMRを用いた構造と磁性・超伝導の研究2014

    • 著者名/発表者名
      新井健司,家哲也,石田憲二,A. E. BOHMER,F. HARDY,P.SCHWEISS,T. WOLF,C. MEINGAST
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 鉄系超伝導体LaFe(As1-xPx)OのNMR2014

    • 著者名/発表者名
      石田憲二,花岡洋祐,北川俊作,中井祐介,Cao Wang,Guang-Han Cao,and Zhu-An Xu
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 超伝導体TlNi2Se2のTl-NMR測定2014

    • 著者名/発表者名
      今井正樹,道岡千城,楊金虎,陳斌,王杭棟,方明虎,石田憲二,吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Ce系化合物CeCoSiの核磁気共鳴による研究2014

    • 著者名/発表者名
      西宮大輔,服部泰佑,山中隆義,軽部皓介,石田憲二,N. Caroca-Canales,and C. Geibel
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 新構造を持つYb124化合物のバルク測定・NMRから見た量子臨界性2014

    • 著者名/発表者名
      北川健太郎,岩谷誠,西岡孝,岸本恭来,松村政博,真木祥千子,山浦淳一,服部泰佑,石田憲二,松林和幸,上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 強磁性超伝導体UCoGeの圧力下における59Co核四重極共鳴(NQR)2014

    • 著者名/発表者名
      杉本大輔,服部泰佑,軽部皓介,石田憲二,出口和彦,佐藤憲昭,山村朝雄,水戸毅
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 59Co-NQRを用いたU(Co1-xFex)Alの強磁性転移の変化の研究2014

    • 著者名/発表者名
      軽部皓介,服部泰佑,石田憲二,小松原武美,木村憲彰
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Sr2RuO4のRu-NQR/NMRによる研究2014

    • 著者名/発表者名
      真砂全宏,服部泰佑,山中隆義,石田憲二,毛志強,深沢英人,前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Au-Al-Yb系準結晶の核磁気共鳴法による研究2014

    • 著者名/発表者名
      服部泰佑,石田憲二,松川周矢,出口和彦,佐藤憲昭,石政勉
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Yb124化合物のNMRから見た量子臨界性2014

    • 著者名/発表者名
      岸本恭来,北川健太郎,岩谷誠,西岡孝,松村政博,真木祥千子,山浦淳一,服部泰佑,石田憲二,松林和幸,上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      中部大
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Extra Magnetization in the Superconducting State of Sr2RuO4 Identified with 87Sr and 99Ru-NMR Measurements2014

    • 著者名/発表者名
      K.Ishida
    • 学会等名
      SCES2014
    • 発表場所
      Grenoble France
    • 年月日
      2014-07-08
  • [学会発表] NMR Investigation on Iron-based Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      K.Ishida
    • 学会等名
      International Workshop ``Itinerant Magnetism and Superconductivity”
    • 発表場所
      Dresden Germany
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-25
    • 招待講演
  • [備考] 京都大学 固体量子研究室

    • URL

      http://www.ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/index.html.ja

  • [備考] 磁石でもありながら超伝導にもなる物質の超伝導発現の新しい仕組みを解明

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2011/120207_1.htm

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公開日: 2016-06-01  

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