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2011 年度 実績報告書

角度分解磁場中比熱測定から切り拓く重い電子系の超伝導

公募研究

研究領域重い電子系の形成と秩序化
研究課題/領域番号 23102705
研究機関東京大学

研究代表者

橘高 俊一郎  東京大学, 物性研究所, 助教 (80579805)

キーワード重い電子系 / 異方的超伝導 / 超伝導ギャップ / ギャップ異方性 / ノード構造 / 比熱測定 / 角度分解磁場中比熱
研究概要

本研究課題では、方位を精密制御した磁場中で様々な重い電子系超伝導体の比熱測定を数十mKの極低温まで行い、それぞれの超伝導ギャップにおけるノード構造を決定することを目的としている。平成23年度は、CeIrIn_5、UPt\3、KFe_2As_2、CeRu_2について回転磁場中比熱測定を行い、それぞれの研究結果を国内外の学会や論文で発表した。
特にCeIrIn_5に関しては、C軸を中心に円錐状に回転させた磁場中で比熱の振る舞いがd_<x2-y2>波の超伝導ギャップを仮定した数値計算結果と非常に良く一致することを明らかにし、これまで議論の渦中にあったCeIrIn_5の超伝導対称性を決定づける大きな成果をあげた。CeCoIn_5、CeRhIn_5と並んでCeIrIn_5でもd_<x2-y2>波の対称性が確立されたことは、CeMIn_5系(M=Co,Rh,Ir)の対形成機構が普遍的であることを物語っており、そのメカニズムを理解していく上で重要な手掛かりとなる成果である。本研究成果をまとめた論文は、重要性の高い論文としてPhysical Review B誌のEditors'suggestionに選ばれ、さらにPhysicsのSynopsisにも取り上げられる高い評価を受けた。
本年度は他にも、重い電子系の超伝導を別のアプローチから研究することを目指して、一軸性圧力下で回転磁場中比熱測定が可能な装置の開発にも取り組んだ。本年度は、交流法による比熱測定装置を新たに立ち上げ、比較的断熱条件の悪い環境下でも感度良く比熱を測定することに成功した。来年度は実際に一軸性圧力下での比熱測定を実施していく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度は、CeIrIn_5、UPt_3、KFe_2As_2、CeRu_2と当初の予定より多くの物質において角度分解磁場中比熱測定を行い、超伝導ギャップ構造に関する重要な情報を得た。また、これらの成果は既に学会や論文などで発表しており、当初の計画以上に研究が進展していると評価できる。

今後の研究の推進方策

角度分解磁場中比熱測定装置は24時間自動測定が可能な態勢が整っており、今後も様々な重い電子系超伝導体において研究を進めていく予定である。また並行して、一軸性圧力下比熱測定装置の開発にも力を入れたいと考えている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Superconducting gap structure of CeIrIn_5 from field-angle-resolved measurements of its specific heat2012

    • 著者名/発表者名
      Shunichiro Kittaka, Yuya Aoki, Toshiro Sakakibara, Akito Sakai, Satoru Nakatsuji, Yasumasa Tsutsumi, Masanori Ichioka, Kazushige Machida
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 ページ: 060505(R)-1-060505(R)-4

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.060505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Spin-Triplet Superconductivity in Sr_2RuO_42012

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeno, S.Kittaka, T.Nomura, S.Yonezawa, K.Ishida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 ページ: 011009-1-011009-29

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.011009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Searching for the in-plane anisotropy of the specific heat of UPt_3 in rotating fields2012

    • 著者名/発表者名
      S.Kittaka, K.An, T.Sakakibara, Y.Haga, E.Yamamoto, N.Kimura, Y.Onuki, K.Machida
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference series

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field dependence of the specific heat in a heavy-fermion superconductor CeIrIn_52012

    • 著者名/発表者名
      Yuya Aoki, Shunichiro Kittaka, Toshiro Sakakibara, Akito Sakai, Satoru Nakatsuji, Yasumasa Tsutsumi, Masanori Ichioka, Kazushige Machida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan, Supplement

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] Field Dependence of the Specific Heat in a Heavy-Fermion Superconductor CeIrIn_52012

    • 著者名/発表者名
      Y.Aoki, S.Kittaka, T.Sakakibara, A.Sakai, S.Nakatsuji, Y.Tsutsumi, K.Machida
    • 学会等名
      International workshop on heavy fermion TOKIMEKI 2011
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-11-24
  • [学会発表] 鉄系超伝導体KFe_2As_2の磁場中比熱と試料依存性2012

    • 著者名/発表者名
      青木優也、橘高俊一郎、加瀬直樹、榊原俊郎、斉藤拓、深澤英人、小堀洋、木方邦宏、李哲虎、伊豫彰、永崎洋
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] 重い電子系超伝導体CeRu_2の極低温磁場中比熱2012

    • 著者名/発表者名
      橘高俊一郎、榊原俊郎、辺土正人、大貫惇睦
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] 鉄ヒ素系超伝導体KFe_2As_2における比熱の回転磁場依存性と超伝導ギャップ構造2011

    • 著者名/発表者名
      青木優也、橘高俊一郎、加瀬直樹、榊原俊郎、斉藤拓、深澤英人、小堀洋、木方邦宏、李哲虎、伊豫彰、永崎洋
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] 回転磁場中比熱測定によるCeIrIn_5の超伝導ギャップ構造の研究2011

    • 著者名/発表者名
      橘高俊一郎、青木優也、榊原俊郎、酒井明人、中辻知、堤康雅、町田一成
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Anisotropy of the superconducting properties of UPt_3 studied by the specific heat in rotating fields2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kittaka, K.An, T.Sakakibara, Y.Haga, E.Yamamoto, N.Kimura, Y.Onuki, K.Machida
    • 学会等名
      Strongly Correlated Electron Systems 2011
    • 発表場所
      Cambridge Univ.(UK)
    • 年月日
      2011-08-31
  • [備考] 研究室のホームページ

    • URL

      http://sakaki.issp.u-tokyo.ac.jp/

  • [備考] 個人のホームページ

    • URL

      http://sakaki.issp.u-tokyo.ac.jp/user/kittaka/index.html

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公開日: 2013-06-26  

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