Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

高圧力 / 超伝導 / 重い電子 / 磁性 / CeNiC2 / CeZn / 低温高圧物性 / LaNIC2 / 圧力誘起超伝導

各種圧力誘起超伝導の発現機構の解明を行うため、昨年に続きCeNiC2についての異方性に関する物性研究を継続して進めた。研究実施計画に沿って、研究結果を記載する。1）CeNiC2の純良単結晶作製を行うとともに、b軸方向での高圧下での電気抵抗測定を行い、a軸及びc軸とは異なる温度依存性を示す事を明らかにした。今後超伝導出現との関係性を明らかにしていく。2）Cubic圧力発生装置を用いた高圧力下でのNMR測定が希釈冷凍機温度まで行えることを確認した。今後、本研究対象物質の測定を行う予定である。3）超伝導とCDWの競合状態を明らかにする目的でCe1-xLaxNiC2の試料合成を行ったが、不純物が含まれる試料が得られ純良試料を得る事は出来なかった。引き続き、試料作製を行って行く。4）CeNiC2単結晶を用いた中性子回折を常圧下・低温で行い、磁気構造の確認を行った。しかし、ドメインが複数存在することが明らかになり、より純良な単結晶が必要で有ることが明らかとなった。5）4軸X線回折装置を用いて高圧下のCeNiC2の圧力下構造解析測定を行い、10GPa以上までの結晶構造パラメータを決定する事が出来た。今後超伝導出現との関係を明らかにする。6）無冷媒冷凍機を用いた、4Kまでのx線回折実験の出来る装置の整備を行った。順次、低温での測定を進めて行く。7）圧力誘起強磁性物質CeZnの高圧下での電気抵抗測定を行い、強磁性は、2GPa近傍で消失することを明らかにした。また、強磁性消失圧力近傍では残留抵抗が異常に大きくなる現象を発見した。今後高圧下での量子臨界性をより詳細に明らかにする。その他、圧力誘起超伝導（CuS2、FeSe1-xTxおよびHfTe3）および圧力誘起室温強磁性（CrGrTe3）の各種新奇圧力誘起相転移現象を発見したのでそれらの研究結果を学術誌で報告した。

励起子 / 圧力誘起超伝導 / 半導体-半金属転移 / 超伝導 / 圧力効果 / 電子-格子相互作用 / 半導体-金属転移 / 量子臨界現象

本研究では、励起子絶縁体の有力な候補物質である擬1次元物質Ta2NiSe5に対して、包括的な圧力-温度相図を実験的に初めて明らかにした。特に高圧半金属相では、電子-格子相互作用が関与した部分ギャップが出現することを見出し、そのギャップが消失する圧力近傍で超伝導が出現することが明らかにした。また、半導体-半金属転移近傍に位置するBiS2系層状化合物において圧力誘起超伝導を発見し、Ta2NiSe5と類似した圧力-温度相図を見出した。

本研究では、電子と正孔の対形成による励起子と電子同士が対形成した超伝導クーパー対の量子凝縮相を同一物質中で圧力のみを制御することで観測することに初めて実験的に成功した。本研究の成果は半導体と半金属の境界領域で発現する多彩な量子相の形成に、クーロン引力と電子-格子相互作用が重要な役割を果たしていることを示唆しており、今後の物質開発に対して新たな指針を提供すると期待される。

高温超伝導 / 高圧測定 / 核磁気共鳴 / 強相関電子系 / 高圧 / NMR / 酸化物 / 超伝導 / 金属絶縁体転移 / 梯子格子物質 / 圧力誘起超伝導

ピストンシリンダー型圧力セルにおいて4万気圧まで至達することに成功した。このセルを用いて圧力下で最適条件となる鉄砒素系高温超伝導体LaFeAsO_<1-x>F_xや、梯子格子銅酸化物Sr_2Ca_<12>Cu_<24>O_<41>のNMR測定を行い、超伝導転移点T_Cが高圧下で上昇する機構を解明した。

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

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。

【研究分担者】
摂待力生	新潟大学	自然科学系	教授	(Kakenデータベース)
渡辺真仁	九州工業大学	大学院工学研究院	教授	(Kakenデータベース)
繁岡透	山口大学	その他部局等	名誉教授	(Kakenデータベース)
藤原直樹	京都大学	人間・環境学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
郷地順	東京大学	物性研究所	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
片山尚幸	名古屋大学	工学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
北川健太郎	東京大学	大学院理学系研究科(理学部)	講師	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
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)