Clarifying the mechanism of spin-triplet superconductivity in uranium compounds

阐明铀化合物中自旋三重态超导机制

• 批准号: 20KK0061
• 负责人: 徳永 陽
• 金额: $ 11.9万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-10-27 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0061/
• 关键词: スピン三重項超伝導; ウラン化合物; 磁場誘起超伝導; 強磁性超伝導; ウラン系超伝導体; 純良単結晶育成; 強相関電子系; 純良単結晶; トポロジカル超伝導

ウランを含む化合物では, 強磁性超伝導, 磁場誘起超伝導, 超伝導多重相など, 新奇な超伝導現象が次々と発見されており, その背景には従来の超伝導とは異なる, スピン三重項超伝導という新しい超伝導の物理が広がっている. 本研究は試料の相互提供を軸とした新たな共同研究の枠組みを確立することで, スピン三重項超伝導の機構解明に向けた国際研究を加速させることを目的としている.研究の3年目となる令和4年度は, 新しいスピン三重項超伝導体UTe2の研究において大きな進展があった. 従来の単結晶は全て化学輸送法によって育成されていたが, 今年度新たに塩フラックス法による新しい純良単結晶の育成法を見出した. その結果, 欠損のない純良な単結晶の育成が可能となり, 超伝導転移温度はこれまで最高の2.1Kに到達し, 同時に試料の純度を示す残留抵抗率比などの指標も従来のものに比べて桁違いに向上した. さらに試料の純良化に成功した結果, UTe2において世界初の量子振動の観測に成功し, 初めてフェルミ面を実験的・理論的に明らかにすることに成功した. 磁場をb軸方向にかけた強磁場実験からは, 高磁場と低場の2つの超伝導が相が存在すること, さらに低磁場超伝導相内部にもう一つ相線が存在することも見出した. この結果は強磁場中において二つの超伝導相が混在した中間相が存在する可能性を強く示唆している. さらに高磁場下, 圧力下のNMR測定からは, 磁場をb軸方向に印加すると超伝導対称性が変化すること、さらにUTe2の超伝導は重い電子状態のみで発現することも明らかにした.以上の成果をPhysical Review Letters, Physical Review X等を含む複数の雑誌に原著論文として出版し, 同時に国内外の学会等において発表を行った.

ウ ラ ン を む compounds で は, strong magnetic super 伝 conductivity, magnetic field induced super 伝 guide, super 伝 guide multiple phase な ど, novel な super 伝 guide phenomenon が times 々 と 発 see さ れ て お り, そ の background に は 従 to の super 伝 guide と は different な る, ス ピ ン triple superpower 伝 guide と い う new し い super 伝 guide の physical が hiroo が っ て い る. This study は sample の mutually provide を shaft と し た new た な joint research の 枠 group み を establish す る こ と で, ス ピ ン triple superpower 伝 guide の agencies interpret に to け た international research を accelerated さ せ る こ と を purpose と し て い る. Research の 3 years mesh と な る make annual は and 4, new し い ス ピ ン triple superpower 伝 conductor UTe2 の research に お い て big き な progress が あ っ た. 従 to の 単 crystallization は て all chemical conveying に よ っ て bred さ れ て い た が, our new た に salt フ ラ ッ ク ス method に よ る new し い virtuous 単 crystallization の を breeding method show the し た. そ の as a result, less damage の な い virtuous な 単 crystallization の bred が may と な り, super 伝 guide planning move temperature は こ れ ま で の highest 2.1 K し に arrive, While に sample の を purity in す residual resistance than な ど の index も 従 to の も の に than べ て girder violations い に upward し た. さ ら に sample の virtuous turn に successful し た result, UTe2 に お い て の quantum vibration at the beginning of the world の 観 に し success, early め て フ ェ ル ミ surface を be 験 に Ming, a theory of ら か に す る こ と に success し た. Magnetic field を b axis に か け た strong magnetic field be 験 か ら は, high magnetic field と low field の 2 つ の super 伝 guiding が が exist す る こ と, さ ら に ultra low magnetic field 伝 guide phase internal に も う つ phase line が exist す る こ と も shows し た. こ は の results in strong magnetic field に お い て two つ の super 伝 が pilot phase in し た mesophase が exist す る strong possibility を く in stopping し て い る. さ ら に under high magnetic field, the pressure under の NMR measurement か ら は, Magnetic field を b axis に Inca す る と super 伝 guide says sexual seaborne が variations change す る こ と, さ ら に UTe2 の super 伝 guide は status い electronic の み で 発 now す る こ と も Ming ら か に し た. All above の を Physical Review Letters, Physical Review other X を including む plural の 雑 tzu に original paper と し し て publishing, at the same time に の learn at home and abroad and other に お い て 発 table line を っ た.

项目成果

Electronic structure of ThPd2Al3: Impact of the U 5f states on the electronic structure of UPd2Al3

ThPd2Al3 的电子结构：U 5f 态对 UPd2Al3 电子结构的影响

• DOI: 10.1103/physrevb.105.115128
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Fujimori Shin-ichi;Takeda Yukiharu;Yamagami Hiroshi;Pospsil Jiri;Yamamoto Etsuji;Haga Yoshinori
• 通讯作者: Haga Yoshinori

YbAgGeにおける量子二重臨界点

YbAgGe 的量子双临界点

• 发表时间: 2021
• 作者: 常盤欣文;M. Garst;P. Gegenwart;S. L. Bud'ko;P. C. Canfield
• 通讯作者: P. C. Canfield

Reentrant superconductivity and multiple superconducting phases in UTe2

UTe2 中的重入超导性和多个超导相

• 发表时间: 2020
• 作者: Dai Aoki;Dai Aoki
• 通讯作者: Dai Aoki

Strong magnetic anisotropy and unusual magnetic field reinforced phase in URhSn with a quasi-kagome structure

• DOI: 10.1103/physrevb.102.134411
• 发表时间: 2020-10
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Y. Shimizu;A. Miyake;A. Maurya;F. Honda;A. Nakamura;Y. Sato;Dexin Li;Y. Homma;M. Yokoyama;Y. Tokunaga;M. Tokunaga;D. Aoki

Anisotropic Kondo pseudogap in URu2Si2

• DOI: 10.1103/physrevb.101.245103
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: J. Buhot;J. Buhot;X. Montiel;Y. Gallais;M. Cazayous;A. Sacuto;G. Lapertot;Dai Aoki;N. Hussey;Claudine Lacroix;C. P'epin;S. Burdin;M. Measson;M. Measson