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超伝導に関するサイレントキーワード重い電子系が含まれる科研費採択研究7件

超伝導に関するサイレントキーワード重い電子系が含まれる科研費採択研究 7件

重い電子の人工制御

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】25220710 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

重い電子 / 非従来型超伝導 / 量子臨界点 / 界面 / スピン密度波 / 量子スピン液体 / 鉄系超伝導 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 鉄系高温超伝導 / 銅酸化物高温超伝導 / 重い電子系 / 超伝導対称性 / トンネル顕微鏡 / 人工超格子 / 超伝導 / 分子線エピタキシー / 量子臨界 / ２次元 / BCS-BECクロスオーバー / 量子スピン系 / 空間反転対称性の破れ / 空間反転対称性 / 新奇超伝導状態 / 走査型トンネル顕微鏡 / 界面制御

【研究成果の概要】

重い電子系化合物の人工制御、特に重い電子系化合物CeCoIn5、CeRhIn5を含む様々な人工超格子を作製し、量子臨界点の研究や新奇な超伝導状態の研究を行った。特にd波超伝導体CeCoIn5を含むトリコロール超格子により、空間反転対称性の破れを人工的に制御することに成功し。さらにCeCoIn5とスピン密度波化合物CeRhIn5を原子層単位で、積層成長させた人工超格子を作製し、圧力をかけることにより、界面を通して磁気揺らぎを超伝導状態に注入することに成功した。また超高真空中でエピタキシャル成長し清浄表面を持つ、CeCoIn5とCeRhIn5薄膜のトンネル顕微鏡による分光にも成功した。

【研究代表者】

松田祐司京都大学理学研究科教授 (Kakenデータベース)

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2013-05-31 - 2018-03-31

【配分額】244,270千円 (直接経費: 187,900千円、間接経費: 56,370千円)

【研究分担者】
芝内孝禎	東京大学	大学院新領域創成科学研究科	教授	(Kakenデータベース)
笠原成	京都大学	理学研究科	助教	(Kakenデータベース)
花栗哲郎	国立研究開発法人理化学研究所	その他	研究員	(Kakenデータベース)
寺嶋孝仁	京都大学	理学研究科	教授	(Kakenデータベース)

磁気競合現象による新しい量子相形成と相転移
【研究分野】物性Ⅱ
【研究領域課題番号】21684019 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

量子液体 / 非フェルミ液体 / 超伝導 / スピン液体 / 軌道揺らぎ / 量子臨界現象 / 価数揺動 / 重い電子 / 軌道 / 異常金属 / 超伝導転移 / 重い電子系 / 磁気相転移 / フェルミ液体 / カイラルスピン液体 / 三角格子反強磁性体 / スピンアイス / 超電導転移
【研究成果の概要】

量子相転移、および、幾何学的フラストレーションによる新しい量子相形成と相転移現象の典型例の創出を目的として研究を行ってきた。その結果、金属では初めてのチューニングのいらないゼロ磁場量子臨界現象、四極子自由度による近藤効果による異常金属相、自発的ホール効果を伴うスピン液体、乱れた蜂の巣格子上に現れるスピンと軌道の協力現象で現れる短距離秩序等を見出した。
【研究代表者】

中辻知東京大学物性研究所准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2009 - 2011
【配分額】27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円)

重い電子系化合物の新奇超伝導状態の解明

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】20224008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

強相関系 / 重い電子 / 異方的超伝導 / 人工超格子 / 分子線エピタキシー / 量子臨界点 / 非フェルミ流体 / 重い電子系 / 強結合超伝導 / 隠れた秩序 / 磁気トルク / 鉄系超伝導体 / ネマティック状態 / 新奇超伝導 / 下部臨界磁場 / 反強磁性揺らぎ / 超伝導 / 有効質量 / MBE / 量子振動

【研究成果の概要】

本研究においては分子線エピタキシー法によりf電子からなる重い電子を2次元に閉じ込めることに成功した。そしてCeIn3/LaIn3超格子において量子臨界性の次元制御に初めて成功しただけでなくCeCoIn5/YbCoIn5超格子において2次元の重い電子を超伝導にすることにも成功した。2次元に閉じこめた重い電子の超伝導は極めて特異なものであることを発見した。

【研究代表者】

松田祐司京都大学大学院・理学研究科教授 (Kakenデータベース)

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】214,760千円 (直接経費: 165,200千円、間接経費: 49,560千円)

【研究分担者】
石田憲二	京都大学	大学院・理学研究科	教授	(Kakenデータベース)
芝内孝禎	京都大学	大学院・理学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
寺嶋孝仁	京都大学	低温物質科学研究センター	教授	(Kakenデータベース)

強相関電子系における新しい量子液体
【研究分野】物性Ⅱ
【研究領域課題番号】18684020 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

非フェルミ液体 / 超伝導 / スピン液体 / スピングラス / 重い電子系 / 幾何学的フラストレーション / カイラリティ / 二次元磁性 / 三角格子 / 量子臨界現象 / モット転移 / 二次元三角格子 / パイロクロア / 重い電子 / スピンアイス / 異常ホール効果
【研究成果の概要】

新しい量子液体として超伝導、非フェルミ液体、スピン液体を取り上げ、以下の研究を行ってきた。
(1)新物質β-YbA1B_4を開発し、純良単結晶の育成に成功し、この物質がYb化合物の重い電子系として初の超伝導体であり、転移点直上で明瞭な非フェルミ液体性を示すことを明らかにした。超伝導特性からスピン揺らぎによる異方的超伝導が示唆される。
(2)三角格子磁性体NiGa_2S_4については自らの物質合成と物性測定、共同研究によるNMR,μSR実験から10Kでの明確な相転移を経て低温でMHz程度の揺らぎをもつ粘性の高いスピン液体状態が形成される可能性を見出した。2K以下のスピン凍結状態で現れる比熱のT^2則が不純物スピンサイズの偶奇性に依存することを発見した。これは比熱のコヒーレントな振る舞いに対する量子揺らぎの重要性を示唆する。
【研究代表者】

中辻知東京大学物性研究所准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2006 - 2008
【配分額】30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円)

異方的超伝導体の異常超伝導相の解明
【研究分野】物性Ⅱ
【研究領域課題番号】17204031 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

超伝導 / 対称性 / 重い電子系化合物 / 隠れた秩序 / 渦糸格子 / 準粒子 / 量子臨界点 / 強相関電子系 / パイロクロア / フェルミ流体 / マイクロ波 / 人工超格子 / 超伝導対称性 / 重い電子系 / 熱伝導 / 異方的超伝導 / ホール係数 / FFLO / 磁気抵抗
【研究成果の概要】

本年度はまず熱伝導による超伝導対称性の実験を行った。特に重い電子系化合物URu2Si2の超伝導対称性を希釈冷凍機温度までの低温で磁場中熱伝導度の測定により決定した。この系はいわゆる隠れた秩序相で超伝導が起こるが超伝導相はあまり研究されていなかった。我々はこの超伝導相が極めて特異なものでありカイラルd波の対称性を持つことを示した。さらに微小ホールプローブを用いた局所磁場測定や電気抵抗の精密測定により、この物質においては渦糸格子が融解することを示した。1K以下で渦糸格子が融解する現象はこれが初めてである。さらに渦糸格子状態で準粒子がブロッホ状態を形成することも発見した。また重い電子系超伝導体の人工超格子の作製を分子ビームエピタキシーにより行い、これまでにCeIn3とLaIn3を薄膜にエピタキシャル成長させることに成功している。またCeCoIn5の超伝導薄膜の作製にも成功しておりCe系のエピタキシャル薄膜は世界で初めての例である。さらに高温超伝導体T1:2201に対し超強磁場中での輸送現象の測定を行った。その結果上部臨界磁場を境に非フェルミ流体的挙動からフェルミ流体的挙動に移り変わる磁場に誘起された量子臨界点が存在することを発見した。重い電子系超伝導体においても類似した振る舞いが観測されており強相関電子系における普遍的な現象である可能性がある。
【研究代表者】

松田祐司京都大学大学院・理学研究科教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2005 - 2007
【配分額】42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)

【研究分担者】
芝内孝禎京都大学大学院・理学研究科准教授 (Kakenデータベース)
寺嶋孝仁京都大学低温物質科学研究センター教授 (Kakenデータベース)

極低温・超高圧発生装置の開発と強相関物質における精密物性測定の研究

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】16204022 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

キュービックアンビルセル / ダイヤモンドアンビルセル / ピストンシリンダーセル / 高圧力発生装置 / 圧力誘起相転移 / 強相関 / 重い電子系 / 超伝導 / 圧力効果 / 重い電子 / 超高圧力 / 圧力誘起超伝導

【研究成果の概要】

高圧力を用いた低温物性研究では、圧力を物理パラメーターとして、種々の低温物性測定が行われ、圧力誘起の超伝導、磁気秩序、金属-絶縁体転移などの圧力誘起相転移現象の起源の解明を主目的としている。これまでに多くの研究成果が報告されているが、その発生起源についてはあまり明らかとなっていない。これは、これまで、静水圧性の良い測定があまり行われず再現性の良い報告があまりなされていないことに起因している。これを克服するためには、以下に静水圧性の良い高圧力環境を実現するかにかかっている。
本研究では、10GPa程度の圧力範囲で高い静水圧下での精度良い物性測定を目指し、圧力発生装置の開発、その装置を用いた精密物性測定法の開発および新しい圧力誘起相転移物質の探索を行った。その結果、装置開発としては、その結果、超小型ダイヤモンドアンビル圧力発生装置(約7φx7mm^3)を開発し、静水圧下での4端子電気抵抗測定を14GPaまで測定することに成功した。この装置と希釈冷凍機、20T超電導磁石を用い、擬1次元有機物質(TMTTF)_2TF_6(T=Sb、As、P)の多重環境下での物性測定を行い、圧力誘起超伝導体の超伝導特性を明らかにした。また、この装置を用い6GPa程度までの高圧力下磁化測定も行える。また、超小型のキュービックアンビル圧力発生装置を開発し、^3He冷凍機と組み合わせ、8GPa、0.5Kまでの測定が可能となった。新しい圧力誘起相転移物質としては、圧力誘起リエントラント超伝導体ZrTe_3、圧力誘起超伝導体(TMTTF)_2XF_6(X=Sb,As)および圧力誘起磁気秩序物質、YbCo_2Zn_<20>を発見した。これらの物質について、詳細な圧力相図を完成し、それぞれの相転移の起源を明らかにした。

【研究代表者】

上床美也東京大学物性研究所准教授 (Kakenデータベース)

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2007

【配分額】47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)

【研究分担者】
石本英彦	東京大学	物性研究所	教授	(Kakenデータベース)
辺土正人	琉球大学	理学部	准教授	(Kakenデータベース)
梅原出	横浜国立大学	工学研究院	准教授	(Kakenデータベース)
繁岡透	山口大学	理学部	教授	(Kakenデータベース)
松林和幸	東京大学	物性研究所	助教	(Kakenデータベース)
藤原直樹	京都大学	大学院・人間環境研究科	准教授	(Kakenデータベース)

マイクロ・ケルヴィン温度領域の物性-電子および核-

【研究分野】固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)

【研究領域課題番号】08304025 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

核磁性 / 超低温 / 重い電子系 / 緩和時間 / CDW / 超伝導 / アルカリ金属

【研究成果の概要】

初年度に研究会を2度開催しそれによって幾つかの共同研究が行われた。特に阪大大貫教授の研究室で作製している高品質の結晶を使用して超低温領域での測定を行う共同研究が幾つか行われ大きな成果を挙げた。
CeRu_2Si_2;金沢大学:重い電子系の物質として知られるこの結晶は、これまで希釈冷凍機温度(〜数10mK)までの測定で非磁性の物質であることが知られていた。しかし試料依存性もありより低温までの測定は無かった。大貫研究室の高品質の単結晶試料を用いた約400μKまでの静磁化の測定がなされた。その結果試料に依存する不純物によると思われる磁化は約1Kまでで死んでしまい温度変化しなくなる。その後再び磁化は低温になるにつれて上昇する。その磁気モーメントの大きさは約0.02μ_Bと小さい。約400μKまで磁気的転移をしない。重い電子系でこのような超低温まで非磁性の物質は大変興味有る。今後さらに低温までの測定を計画中。
PrIn_3;東大物性研:hyperfine-enhanced核スピン系として知られるこの物質が約0.13mKで反強磁性に転移することを観測し、比熱および磁化測定からこの物質のスピン構造を推定した。
PrCu_6;大阪市大:hyperfine-enhanced核スピン系として知られる紺も物質の2.2mKでの核磁気秩序状態を詳細に測定し特異なドメイン構造を取っていることを明らかにした。核スピン系の実験室系での測定でドメイン構造の観測は初めてである。
その他の共同研究;筑波大学と金沢大学:Sc金属の核スピン構造を理論計算により求めた。
大阪市立大学と金沢大学:Sc金属の核スピン一格子緩和時間に関して実験的、理論的研究がなさらえた。

【研究代表者】

鈴木治彦金沢大学理学部教授 (Kakenデータベース)

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1997

【配分額】12,200千円 (直接経費: 12,200千円)

【研究分担者】
畑徹	大阪市立大学	理学部	助教授	(Kakenデータベース)
福山寛	筑波大学	物理学系	助教授	(Kakenデータベース)
石井廣湖	大阪市立大学	理学部	教授	(Kakenデータベース)
馬宮孝好 (馬宮考好)	名古屋大学	理学研究科	教授	(Kakenデータベース)
大貫惇睦 (大貫惇陸)	大阪大学	理学研究科	教授	(Kakenデータベース)