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2013 年度 実施状況報告書

電荷不均化を持つ新奇有機超伝導体の超伝導の対称性とFFLO状態の探索

研究課題

研究課題/領域番号 24540353
研究機関北海道大学

研究代表者

河本 充司  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60251691)

研究分担者 井原 慶彦  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80598491)
キーワードNMR / 電荷秩序 / 超伝導 / FFLO
研究概要

有機超伝導体β”-(BEDT-TTF)4 [(H3O)Ga(C2O4)3C6H5NO2は、常磁性相で電荷不均一が見つかっており、理論から提唱されている電荷の揺らぎを介した新しいタイプの有機超伝導体である可能性が示唆される。この電荷の自由度に加えパウリ限界を超える上部臨界磁場が実験で報告されている。
昨年度は、(1) 秩序パラメータの対称性が、スピンシングレットのd波超伝導であることを明らかにしたが、本年度は、昨年度発見した超伝導直上の異常に関して常磁性電子状態の特性を片側置換13C-NMRの手法を用いて調べた。
β''-Ga塩の高磁場NMR測定をグルノーブル(フランス)の高磁場実験施設との共同研究で行った。高磁場の実験から低磁場では、10K以下で線幅の増大として観測されていたピークは、2本のピークに分離していることがあきらかになった。この2本のピークの角度依存の測定より、電荷のリッチなサイトとプアなサイトであることが定量的に解析された。電荷は、 それぞれ0.6e と 0.13eと見積もられた。また、これらのピークの強度比から、サイトの比が単純な1:1の分離ではなく 3:1であることがわかり、このことから電荷分離のパターンに関して考察を行った。
これらの大きな電荷の分離は、超伝導状態においても観測された。電荷の分離と超伝導の共存するが、実証された例は、有機超伝導体では初めての例であり、電荷付近化がこの物質の高いHc2と関連していると考えられる。

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

研究の目的に記載した。超伝導の対称性に関しては、昨年度の研究で明らかになった。その過程で超伝導直上の異常を発見したがその詳細に関してはスペクトルの分解能の問題で曖昧な点が多かったが本年度の高磁場の研究からその詳細が、大きな電荷の分離でありそれが超伝導と共存していることが分かった。これは、研究目的の"片側置換13C-NMRを使って電荷のゆらぎ等の常磁性電子状態の特性を調べ" に対応する部分でこれらの成果からおおむね順調に進展していると評価することができる。

今後の研究の推進方策

研究の目的の残された課題である高いHc2の原因の解明であるが、今年度は、フランスのグルノーブルの高磁場施設で30Tの実験が計画されておりこの実験と今までの成果から申請の研究目的をクリアできると考えている。

次年度の研究費の使用計画

3月の学会の旅費分の繰り越しです。
4月に清算

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 13C NMR study of superconductivity near charge instability realized in β''-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3・C6H5NO22013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ihara, H. Seki, A. Kawamoto
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 82 ページ: 083701

    • DOI

      JPSJ.82.083701

    • 査読あり
  • [学会発表] 13C-NMR測定によるβ''-(BEDT-TTF)4[(H3O)Fe(C2O4)3]・C6H5Brのπ-d相互作用の研究2014

    • 著者名/発表者名
      二見洋輔、井原慶彦、河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 (神奈川県平塚市)
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 13C NMR測定による有機超伝導体β''-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]・C6H5NO2の高温電荷異常の研究2013

    • 著者名/発表者名
      井原慶彦、二見洋輔、関春海、河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      20130925-20130928
  • [学会発表] 有機超伝導体β''-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]・C6H5NO2のSTM分光2013

    • 著者名/発表者名
      高橋周、岡雄基、延兼啓純、松永悟明、野村一成、関春海、井原慶彦、河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      20130925-20130928
  • [学会発表] Superconductivity and charge instability in β"-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]・C6H5NO2 studied by 13C NMR2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ihara, H. Seki, A. Kawamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Crystalline Organic Metals Superconductors and Magnets
    • 発表場所
      Delta Hotel and Resorts (Montreal, Canada)
    • 年月日
      20130715-20130719

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公開日: 2015-05-28  

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