Theoretical studies of superconducting states with multiple phases in strongly correlated electron materials

强相关电子材料多相超导态的理论研究

• 批准号: 21K03455
• 负责人: 町田 一成
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03455/
• 关键词: 非自明超伝導体; 重い電子系; UTe2; スピン３重項超伝導; スピン三重項超伝導; 非ユニタリー状態; 超伝導; スピン３重項状態; 多重相図

先年度に引き続いて主としてUTe2に注力して研究を推進した．この研究も４年目に入ったが世界各地での実験的理論的な研究の勢いは衰えるどころか益々盛んになっていて続々と新たな知見が得られつつある．とくに当該年度での注目すべき進展はTc=2Kの超純良試料が原研グループによって見出されたことである．従来のTc=1.6K試料で見出されていた実験事実が新試料によって覆る場合が出てきていて理論構築の上で注意を要する事態となっている．既にいくつもの実験グループがこの新試料を用いて再実験に取り組んでいて目が離せない状況が続いている．こうした不安定な状況下まだ断片的な実験データではあるが理論を修正ないしは更に先に進める必要が生じている．この系がスピン３重項の極めて稀で類例のないトポロジカルに興味深い超伝導体であることは疑いようの無い事実である．この認識の上に立脚して今後もこの系の本質を理論サイドから追求したい．今年度の具体的な活動としては実験グループとの共同研究の下でUTe2の超低温磁化並びに比熱測定を実行し、この系の磁場温度相図を構築した。低温中磁場において内部相を示唆する磁化に異常を見出した。また非熱データにも超低温高磁場域において多重相図を想定させる比熱の異常増大現象を発見し、これを論文として発表した。またUCoGeの研究を行った。これは強磁性超伝導体のギャップ構造を回転磁場下での比熱測定によってノードの逆格子空間での位置を特定する試みであったが、試料の純度や共存する強磁性状態からの影響によって明確な結論を得ることができなかった。ただし、ノーマル状態での準粒子構造に通常の金属には見られない特異な異方性を発見した。これも論文として出版した。

In the first year, we will focus on the promotion of research. This research has been carried out for 4 years, and the theoretical research of this field has been carried out all over the world. In this year, the progress of the ultra-pure sample Tc=2K was observed. For a sample with Tc=1.6K, it is found that the new sample has been tested and the theoretical structure has been constructed. In addition to the above, the new sample is used in combination with the new sample. Under unstable conditions, the theory is revised and the necessary progress is made. This is a very rare example of a 3-fold term. It's a very interesting superconductor. The essence of this system is to be understood and pursued. This year's specific activities include joint research to implement ultra-low temperature magnetization and specific heat measurement of UTe2, and to build the magnetic field temperature phase of this system. Magnetization anomalies are observed in the low temperature magnetic field. The phenomenon of abnormal increase in heat is observed in the ultra-low temperature and high magnetic field region. UCoGe is a research tool. The specific heat measurement of ferromagnetic superconductors in the magnetic field is based on the specific position of the sample in the inverse lattice space, and the influence of the sample purity and blue shift on the ferromagnetic state is determined. The structure of quasi-particles is usually found in metals with special anisotropy. The paper was published.

项目成果

Violation of Pauli-Clogston limit in the heavy-fermion superconductor CeRh2As2: Duality of itinerant and localized 4 f electrons

重费米子超导体 CeRh2As2 违反泡利-克洛斯顿极限：巡回电子和局域 4 f 电子的对偶性

• DOI: 10.1103/physrevb.106.184509
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: Mikito Koga;Masashige Matsumoto;Kazushige Machida
• 通讯作者: Kazushige Machida

Nonunitary triplet superconductivity tuned by field-controlled magnetization: URhGe, UCoGe, and UTe2

通过场控磁化调节的非酉三重态超导：URhGe、UCoGe 和 UTe2

• DOI: 10.1103/physrevb.104.014514
• 发表时间: 2021
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: Kazushige Machida

Anisotropic field response of specific heat for a ferromagnetic superconductor UCoGe in magnetic fields

磁场中铁磁超导体 UCoGe 比热的各向异性场响应

• DOI: 10.1103/physrevb.106.035152
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: Shota Nakamura;et al
• 通讯作者: et al

Anomalous electromagnetic response in spin-triplet superconductor UTe2

自旋三重态超导体 UTe2 中的反常电磁响应

• DOI: 10.1103/physrevb.106.214525
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Shimizu Yusei;Kittaka Shunichiro;Kono Yohei;Sakakibara Toshiro;Machida Kazushige;Nakamura Ai;Li Dexin;Homma Yoshiya;Sato Yoshiki J.;Miyake Atsushi;Yamashita Minoru;Aoki Dai
• 通讯作者: Aoki Dai