2016 Fiscal Year Annual Research Report
ネルンスト係数測定による強相関電子系の特異な電子状態の研究
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14J01133
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山下 卓也 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 熱伝導 / 強相関電子系 / 重い電子系 / 超伝導 / 幾何学的フラストレーション / 物性実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、重い電子系超伝導体CeCu2Si2の超伝導対称性の研究を行った。CeCu2Si2の超伝導は反強磁性量子臨界点近傍で発現することから、スピン揺らぎを媒介とした対形成を行うと考えられており、長らく異方的d波超伝導体であると考えられてきた。しかし我々は最近、重いフェルミ面からの準粒子励起に敏感なプローブである比熱測定、軽いフェルミ面からの準粒子励起に敏感なプローブである熱伝導率測定と磁場侵入長測定(東大グループによる共同研究)を行った結果、これまでとは一転、いかなるフェルミ面においてもノードが存在しないフルギャップ超伝導であることを明らかにした。さらに同一試料における不純物効果の実験から、CeCu2Si2の超伝導はギャップ関数に符号反転のある超伝導体と比べて非常に強いことがわかった。以上より、我々はCeCu2Si2がフルギャップのs++波超伝導であることを明らかにした。このことは強いクーロン斥力にも関わらずオンサイトで対形成することを意味しており、これまでの非従来型超伝導に対する理解を覆す結果となった。
また我々は、量子スピン液体Pr2Zr2O7の研究も行った。この系では局所容易磁化軸方向のスピン反転が分化して出来た磁気単極子励起、局所容易磁化軸に垂直な方向のスピンの量子揺らぎに起因する電気単極子励起に加え、それらを媒介するゲージ場の揺らぎであるemergent photon励起が発生すると理論的に提唱されている。しかしながら、後の２つの励起に関しては未だ実験的な研究結果は報告されていない。そこで我々はこの系の素励起を調べるため、低エネルギーの準粒子励起に敏感な熱伝導率測定を行った。その結果、熱伝導率の温度依存性が特徴的な振舞いを示す三つの温度領域があることがわかった。各温度領域での磁場依存性の結果も踏まえ、我々は上記三種類の準粒子励起を各々観測したと考える。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Quasiparticle Excitations in the Superconducting State of FeSe Probed by Thermal Hall Conductivity in the Vicinity of the BCS-BEC Crossover2017
Author(s)
T. Watashige, S. Arsenijevic, T. Yamashita, D. Terazawa, T. Onishi, L. Opherden, S. Kasahara, Y. Tokiwa, Y. Kasahara, T. Shibauchi, H. v. Lohneysen, J. Wosnitza, Y. Matsuda
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 86
Pages: 014707_1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Giant superconducting fluctuations in the compensated semimetal FeSe at the BCS-BEC crossover2016
Author(s)
S. Kasahara, T. Yamashita, A. Shi, R. Kobayashi, Y. Shimoyama, T. Watashige, K. Ishida, T. Terashima, T. Wolf, F. Hardy, C. Meingast, H. v. Lohneysen, A. Levchenko, T. Shibauchi, Y. Matsuda
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 12843_1-7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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