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2015 Fiscal Year Annual Research Report

スピン三重項超伝導と磁場の新奇相互作用

Research Project

Project/Area Number 26287078
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

米澤 進吾  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30523584)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石田 憲二  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90243196)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords低温物性 / スピン三重項超伝導 / ルテニウム酸化物 / 熱力学的測定 / 核磁気共鳴 / 超伝導対破壊機構 / ネマティック超伝導
Outline of Annual Research Achievements

本年度は以下の研究から、Sr2RuO4および関連物質に関する新たな現象の知見の理解を進めた。(1)まず、Sr2RuO4の超伝導状態の比熱について、非カイラル状態を示唆する実験結果の解析を進めた。(2)Ru核の核磁気共鳴(NMR)によって、Sr2RuO4のスピン磁化率が超伝導状態内でわずかに上昇するという新しい現象を見出した。(3)O核のNMRでもスピン三重項性を確認した。(4)Ru核の各四重極共鳴(NQR)を用いた、ゼロ磁場でのスピン・スピン緩和率1/T2の測定から、Sr2RuO4の超伝導相内でのスピン揺らぎの存在を明にした。(5)スピン三重項超伝導の新しい候補物質であるCuxBi2Se3について、比熱の磁場方向依存性から、ネマティック超伝導というこれまでに知られていない現象が実現していることを明らかにした。(6)Sr2RuO4と強磁性体SrRuO3のハイブリッド系の電気伝導特性から、スピン三重項超伝導が強磁性体に直接侵入していることを明らかにした。(7)交流磁化率を簡便に0.1Kの極低温まで測定できる装置を立ち上げ、Sr2RuO4の結晶の評価だけでなく、新超伝導体の発見やほかの超伝導物質の性質の研究に貢献した。(8)Sr2RuO4の超伝導一次相転移の起源を多角的に探るための国際共同研究に着手した。(9)その他、スピン一重項超伝導体の性質との比較研究を行い、代表者が長く研究している有機超伝導体に関しては国際的な第一人者との共著のレビュー論文を執筆・出版した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Sr2RuO4をはじめとするスピン三重項超伝導と磁場の新奇な相互作用の解明に向けて、比熱やNMR測定を中心に、積極的な研究を行い多くの知見が得られている。また、強磁性体とスピン三重項超伝導体のハイブリッド系の研究や、交流帯磁率測定装置の開発とそれを応用した研究など、当初は計画していなかった新しい方向性での研究も結実しつつある。また、新しい国際共同研究にも着手した。これらの成果について、Keynote講演や招待講演を含む多くの学会発表を行うとともに、論文発表も5件行った。これらの状況から、「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

計画通り、Sr2RuO4に関する熱力学測定とNMR測定およびデータ解析を継続し、早期の論文出版を目指す。Sr2RuO4とSrRuO3のハイブリッド系についても研究を継続しながら論文出版を目指す。また、国際共同研究も積極的に行う。また、スピン三重項超伝導の候補物質であるCuxBi2Se3やUCoGeなどについても研究を進める。

Causes of Carryover

低温実験では、寒剤としての液体ヘリウムや液体窒素の代金が継続して必要となる。三年間の研究期間にわたって継続的に研究をするため、寒剤代金を確保することは非常に重要である。基金分の一部は次年度以降の寒剤代に充当するため使用しなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

おもに、最終年度の実験のための液体ヘリウムや液体窒素の代金として、使用する予定である。

  • Research Products

    (45 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] パリ南大学(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      パリ南大学
  • [Int'l Joint Research] マックス・プランク研究所/ケルン大学/カールスルーエ工科大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マックス・プランク研究所/ケルン大学/カールスルーエ工科大学
  • [Int'l Joint Research] The Chinese University of Hong Kong(香港)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      The Chinese University of Hong Kong
  • [Journal Article] Novel superconducting phenomena in quasi-one-dimensional Bechgaard salts2016

    • Author(s)
      Denis Jerome, Shingo Yonezawa
    • Journal Title

      Comptes Rendus Physique

      Volume: 17 Pages: 357-375

    • DOI

      10.1016/j.crhy.2015.12.003

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] First-order superconducting transition of 2RuO4 investigated by magnetization and magnetic torque2016

    • Author(s)
      Shunichiro Kittaka, Akira Kasahara, Toshiro Sakakibara, Daisuke Shibata, Shingo Yonezawa, Yoshiteru Maeno, Kenichi Tenya, Kazushige Machida
    • Journal Title

      J. Mag. Mag. Mat.

      Volume: 400 Pages: 81-83

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2015.07.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interface between heavy fermions and normal electrons investigated by spatially resolved nuclear magnetic resonance2015

    • Author(s)
      T. Yamanaka, M. Shimozawa, R. Endo, Y. Mizukami, H. Shishido, T. Terashima, T. Shibauchi, Y. Matsuda, and K. Ishida
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 92 Pages: 241105(R)(1-5)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.92.241105

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ferromagnetic properties of SrRuO3 thin films deposited on the spin-triplet superconductor Sr2RuO42015

    • Author(s)
      Y. Sugimoto, M. S. Anwar, S. R. Lee, Y. J. Shin, S. Yonezawa, T. W. Noh, Y. Maeno
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 75 Pages: 413-418

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.050

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Geomagnetism on 101Ru Nuclear Quadrupole Resonance Measurements of CeRu22015

    • Author(s)
      M. Manago, K. Ishida, T. D. Matsuda, Y. Onuki
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 84 Pages: 115001(1-2)

    • DOI

      10.7566/JPSJ.84.115001

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spin polarization enhanced by spin-triplet pairing in Sr2RuO4 probed by NMR2015

    • Author(s)
      K. Ishida, M. Manago, T. Yamanaka, H. Fukazawa, Z. Q. Mao, Y. Maeno, and K. Miyake
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 92 Pages: 100502(R)(1-5)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.92.100502

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Compact AC susceptometer for fast sample characterization down to 0.1 K2015

    • Author(s)
      Shingo Yonezawa, Takumi Higuchi, Yusuke Sugimoto, Chanchal Sow and Yoshiteru Maeno
    • Journal Title

      Rev. Sci. Instrum.

      Volume: 86 Pages: 093903(1-7)

    • DOI

      10.1063/1.4929871

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] (TMTSF)2ClO4の超伝導状態における交流磁化率の不純物効果2016

    • Author(s)
      S. Yonezawa, T. Higuchi, Y. Sugimoto, Y. Maeno, K. Bechgaard, D. Jerome
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 超伝導状態における単結晶CuxBi2Se3の試料依存性2016

    • Author(s)
      田尻兼悟,米澤進吾,Zhiwei WANG,瀬川耕司,前野悦輝,安藤陽一
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] Sr2RuO4微小リングの輸送特性2016

    • Author(s)
      安井勇気,Kaveh Lahabi,中村有志,Muhammad Shahbaz Anwar,米澤進吾, 寺島孝仁, 前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 鉄系超伝導体KFe2As2の75As-NMRによる研究2016

    • Author(s)
      高木亮一, 真砂全宏, 石田憲二, T.WOLF, C.MEINGAST
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 77Se-NMRによる鉄系超伝導体FeSeの超伝導状態の研究2016

    • Author(s)
      施安路, 新井健司, 石田憲二, A. B hmer, F. Hardy, P. Schweiss, T. Wolf, C. Meingast
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 単結晶CeCu2Si2におけるCu-NQR2016

    • Author(s)
      樋口匠, 真砂全宏, 山中隆義, 石田憲二, 常盤欣文, H. S. Jeevan, C. Geibel
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] CeCoIn5薄膜及びバルク単結晶におけるNQR測定2016

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 17O核磁気共鳴によるSr2RuO4の超伝導状態の研究2016

    • Author(s)
      真砂全宏, 石田憲二, 前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] ルテニウムナノ粒子の核磁気共鳴による研究2016

    • Author(s)
      西宮大輔, 真砂全宏, 石田憲二, 草田康平, 北川宏
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] Sr2RuO4の微小デバイスにおけるトポロジカル超伝導現象2016

    • Author(s)
      米澤 進吾
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第6回集中連携研究会「人工量子系におけるトポロジー」
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2016-02-09 – 2016-02-10
    • Invited
  • [Presentation] Calorimetric studies of topological superconductors2016

    • Author(s)
      S. Yonezawa
    • Organizer
      APW-CEMS Joint Workshop "Highlights of Modern Condensed Matter Physics"
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Year and Date
      2016-01-25 – 2016-01-27
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CuxBi2Se3の超伝導状態において観測された自発的回転対称性の破れ2015

    • Author(s)
      米澤 進吾
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
    • Invited
  • [Presentation] Possible order-parameter flipping observed in the chiral-p-wave superconductor Sr2RuO42015

    • Author(s)
      S. Yonezawa, T. Kajikawa, Y. Maeno
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [Presentation] Spin-triplet proximity effect in SrRuO3 /Sr2RuO4 heterostructures2015

    • Author(s)
      M. S. Anwar
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [Presentation] SrRuO3 /Sr RuO4 の磁気的性質と電気伝導特性2015

    • Author(s)
      杉本 雄亮
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [Presentation] ドープされたトポロジカル絶縁体 Cu x Bi 2 Se 3 の超伝導状態における比熱2015

    • Author(s)
      田尻 兼悟
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [Presentation] 半整数量子フラクソイド検出のための Sr2RuO4 微小リングを用いた リトルパークス振動実験2015

    • Author(s)
      安井 勇気
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [Presentation] Ferromagnetic Fluctuations and Superconductivity in UCoGe2015

    • Author(s)
      K. Ishida
    • Organizer
      International Workshop on Itinerant-Electron Magnetism
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-27
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sr2RuO4の超伝導状態において面内磁場回転で誘起される相転移2015

    • Author(s)
      S. Yonezawa, T. Kajikawa, Y. Maeno
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 単結晶比熱測定によって明らかになったCuxBi2Se3の超伝導面内異方性2015

    • Author(s)
      田尻兼悟,米澤進吾,Zhiwei WANG,瀬川耕司,前野悦輝,安藤陽一
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] Long-range proximity effect at SrRuO3/Sr2RuO4 interface2015

    • Author(s)
      M. S. Anwar,Y. Sugimoto,S. Yonezawa,R. Ishiguro,Y. Tano,S. R. Lee,Y. J. Shin,S. J. Kang,H. Takayanagi,T. W. Noh,and Y. Maeno
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] SrRuO3薄膜の磁気的性質2015

    • Author(s)
      杉本雄亮,M. S. Anwar,米澤進吾,Y. J. Shin,S. R. Lee,S. J. Kang,石黒亮輔,田野佑典,高柳英明,T. W. Noh,前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] Sr2RuO4の核磁気共鳴・核四重極共鳴による超伝導状態の研究2015

    • Author(s)
      真砂全宏, 石田憲二, 前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 115In-NMRでみた重い電子系超格子CeCoIn5/YbCoIn5の界面の電子状態2015

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 単結晶CeCu2Si2におけるCu-NQR2015

    • Author(s)
      樋口匠, 真砂全宏, 山中隆義, 石田憲二, 常盤欣文, H. S. Jeevan, C. Geibel
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] Ruナノ粒子の核磁気共鳴による研究2015

    • Author(s)
      西宮大輔, 真砂全宏, 石田憲二, 草田康平, 北川宏
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 鉄系超伝導体FeSeの77Se-NMRによる研究2015

    • Author(s)
      施安路, 新井健司, 石田憲二, A.E.BOHMER, F.HARDY, P.SCHWEISS, T.WOLF, C.MEINGAST
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 鉄系超伝導体KFe2As2の75As-NMRによる研究2015

    • Author(s)
      高木亮一, 真砂全宏, 石田憲二, T. WOLF, C. MEINGAST
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] In-plane anisotropy of superconductivity in CuxBi2Se32015

    • Author(s)
      S. Yonezawa
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回拡大総括班会議
    • Place of Presentation
      慶応大学大阪キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-15
  • [Presentation] Recent studies on unconventional superconductivity in (TMTSF)2X2015

    • Author(s)
      S. Yonezawa
    • Organizer
      The International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015 (M2S-HTSC 2015)
    • Place of Presentation
      Geneva, Switzerland
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Superconducting and vortex phase diagrams of Sr2RuO42015

    • Author(s)
      S. Yonezawa, D. Shibata, H. Tanaka, T. Kajikawa, T. Nojima, Y. Maeno
    • Organizer
      The International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015 (M2S-HTSC 2015)
    • Place of Presentation
      Geneva, Switzerland
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NMR Investigation on Iron-based Superconductors “Relationship between superconductivity and spin, orbital lattice degrees of freedom”2015

    • Author(s)
      K. Ishida
    • Organizer
      京都大学基礎物理学研究所研究会 「多自由度と相関効果電子状態が生み出す超伝導の新潮流」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-06-10 – 2015-06-10
    • Invited
  • [Presentation] Thermodynamic studies of the chiral-p-wave superconductor Sr2RuO42015

    • Author(s)
      S. Yonezawa
    • Organizer
      4th Super-PIRE - 26th REIMEI Workshop on Frontiers of Condensed Matter Physics
    • Place of Presentation
      TRIUMF/UBC、Vancouver、Canada
    • Year and Date
      2015-05-16 – 2015-05-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ferromagnetic Fluctuations and Superconductivity in UCoGe2015

    • Author(s)
      K. Ishida
    • Organizer
      Symposium on Strongly Correlated Physics and Heavy Fermions
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2015-05-09 – 2015-05-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 米澤進吾 ホームページ

    • URL

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

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Published: 2017-01-06   Modified: 2022-02-16  

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