圧力誘起超伝導体の磁場侵入長の精密測定

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23654118
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松田 祐司 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50199816)
• キーワード: 異方的超伝導 / 磁場侵入長 / 圧力誘起超伝導 / 鉄系超伝導体 / 超伝導ギャップ

研究概要

本研究では、圧力中で100 mK以下の極低温までの超伝導体の磁場侵入長の変化を0.02 nmの高精度で測定できる装置を世界で初めて開発する事を目的とした．これにより圧力によって電子状態を連続的に変化させたとき非従来型の超伝導発現機構をもつ超伝導体の超伝導ギャップ関数の構造がどのように変化してゆくかを詳細に調べ、超伝導発現機構の理解を格段に進歩させることをめざした．一般にフォノン機構以外の非従来型の発現機構を持つ超伝導体の超伝導状態は不純物（ランダムネス）に非常に敏感である．電子状態は構成元素の化学置換により変化させることができるが、化学置換では系に不純物を導入してしまうため、しばしば超伝導ギャップ関数の構造決定が困難になってしまう. これに対し圧力効果では不純物の影響を変化させることなく、不純物効果を最小限に抑えた状態で、電子状態を連続的に変化させることができる．
本プロジェクトでは、圧力誘起型超伝導体の超伝導ギャップ構造の決定を目的として、トンネルダイオードを用いた超安定化発振回路により圧力下での極低温磁場侵入長測定法を確立し、特に鉄プニクタイド化合物の超流動電子密度の精密測定を圧力下で行った．圧力発生にはピストンシリンダー型の圧力セルを使用し、3 GPa程度までの圧力範囲で、希釈冷凍機温度までの極低温測定を行うことを試みた．現在の所、圧力シリンダー中でのトンネルダイオードの発信に成功している．しかしながら本測定を行うためには圧力シリンダーの温度を0.1 mK以内に安定にする必要がある事が判明し、この解決に思いのほか時間がかかってしまった．この問題を解決するために現在希釈冷凍機クライオスタットの試料ホルダー部分を作製し直しているところである．この問題の解決にはあと２-３ヶ月かかり、その後本研究で提案した実験を開始できると考えている

研究成果

• [雑誌論文] Searching for Zeros (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuda
  • 雑誌名: JPSJ Online-News and Comments [January 22, 2013] 巻: 82 ページ: 24707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous superfluid density in quantum critical superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110 ページ: 3293-3297
  • DOI: 10.1073/pnas.1221976110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interplane resistivity of isovalent doped BaFe2(As1－xPx)2 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. A. Tanatar
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 104506-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.104506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disorder, critical currents, and vortex pinning energies in isovalently substituted BaFe2(As1－xPx)2 (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Demirdis
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 094506-1-11
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.094506
• [雑誌論文] Terahertz Conductivity of the Heavy-Fermion State in CeCoIn5 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Scheffler
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 043712-1-5
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.043712
  • 査読あり
• [雑誌論文] A sharp peak of the zero-temperature penetration depth at optimal composition in the iron-based superconductor BaFe2(As1-xPx)2 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, K. Cho, T. Shibauchi, S. Kasahara, Y. Mizukami, R. Katsumata, Y. Tsuruhara, T. Terashima, H. Ikeda, M. A. Tanatar, H. Kitano, N. Salovich, R. W. Giannetta, P. Walmsley, A. Carrington, R. Prozorov, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Science 巻: 336 ページ: 1554-1557
  • DOI: DOI:10.1126/science.1219821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic nematicity above the structural and superconducting transition in BaFe2(As1-xPx)2 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kasahara, H. J. Shi, K. Hashimoto, S. Tonegawa, Y. Mizukami, T. Shibauchi, K. Sugimoto, T. Fukuda, T. Terashima, A. H. Nevidomskyy, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Nature 巻: 486 ページ: 382-385
  • DOI: DOI:10.1038/nature11178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergent Rank-5 `Nematic' Order in URu2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda, M.-T. Suzuki, R. Arita, T. Takimoto, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 8 ページ: 528-533
  • DOI: doi:10.1038/nphys2330
  • 査読あり
• [雑誌論文] de Haas-van Alphen Study of the Fermi Surfaces of Superconducting LiFeP and LiFeAs (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Putzke
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 108 ページ: 047002-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.047002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nodal versus Nodeless Behaviors of the Order Parameters of LiFeP and LiFeAs Superconductors from Magnetic Penetration-Depth Measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 108 ページ: 047003-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.047003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic Evidence of Direct Coupling between Magnetic and Superconducting Order Parameters in BaFe2(As1-xPx)2 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Iye
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 ページ: 033701-1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.033701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrasts in electron correlations and inelastic scattering between LiFeP and LiFeAs revealed by charge transport (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kasahara
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 060503(R)-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.060503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gradual suppression of antiferromagnetism in BaFe2(As1-xPx)2: Zero-temperature evidence for a quantum critical point (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Iye
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 184505-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.184505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infrared Measurement of the Pseudogap of P-Doped and Co-Doped High-Temperature BaFe2As2 Superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: S. J. Moon
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109 ページ: 027006-1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.027006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclotron Resonance in the Hidden-Order Phase of URu2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tonegawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109 ページ: 036401-1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.036401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Octet-Line Node Structure of Superconducting Order Parameter in KFe2As2 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Okazaki
  • 雑誌名: Science 巻: 337 ページ: 1314-1317
  • DOI: 10.1126/science.1222793
• [雑誌論文] Thermodynamic phase diagram, phase competition, and uniaxial pressure effects in BaFe2(As1-xPx)2 studied by thermal expansion (2012)
  • 著者名/発表者名: A. E. Bohmer
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 094521-1-8
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.094521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Pauli-paramagnetic quantum phase in a Mott insulator (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Watanabe
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 3 ページ: 1090-1-6
  • DOI: 10.1038/ncomms2082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous upper critical field in CeCoIn5/YbCoIn5 superlattices with a Rashba-type heavy fermion interface (2012)
  • 著者名/発表者名: S. K. Goh
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109 ページ: 157006-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.157006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong suppression of superconductivity by divalent ytterbium Kondo holes in CeCoIn5 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Shimozawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 144526-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.144526
  • 査読あり
• [学会発表] Quantum spin liquid (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: 3rd Japan-Israel Binational Workshop on Quantum Phenomena
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20130311-20130313
  • 招待講演
• [学会発表] Two dimensional confinement of heavy fermion in artificial superlattices (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: REIMEI-Workshop: Heavy fermion superconductivity explored by anisotropic magnetic fluctuations in actinide compounds
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20130218-20130219
  • 招待講演
• [学会発表] Superconducting gap structure, hidden quantum criticality and nematic transition in BaFe2(As1-xPx)2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: Bristol-Kyoto symposium
  • 発表場所: Bristol, UK
  • 年月日: 20130109-20130113
  • 招待講演
• [学会発表] Novel Pauli paramagntic quantum phase in a Mott insulator (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: Exotic Phases of Frustrated Magnets conference
  • 発表場所: Santa Barbara, CA, USA
  • 年月日: 20121008-20121012
  • 招待講演
• [学会発表] Two dimensional confinement of heavy fermion in artificial superlattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: Materials and Mechanism of Superconductivity
  • 発表場所: Washington,D.C., USA
  • 年月日: 20120729-20120803
  • 招待講演
• [学会発表] Nematic transition and quantum critical point in iron-pnictide superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: Japanese-German Symposium
  • 発表場所: Izu, Japan
  • 年月日: 20120714-20120717
• [学会発表] Quantum criticality and electronic nematic phase in iron-pnictides (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism (ICM) with Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Pusan, Korea
  • 年月日: 20120708-20120713
  • 招待講演
• [学会発表] Novel Pauli-paramagnetic quantum phase in a Mott insulator (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: International Workshop Itinerant spin-orbital systems: from magnetic frustration to novel superconductivity
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 20120520-20120525
  • 招待講演
• [学会発表] Superconducting gap structure of iron-pnictide superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuda
  • 学会等名: International Conference on Superconductivity and Magnetism
  • 発表場所: Pusan, Korea
  • 年月日: 20120429-20120504
  • 招待講演
• [図書] 超伝導現象と高温超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田祐司
  • 総ページ数: 490-501
  • 出版者: NTS出版