Superconducting order parameter and uniaxial-pressure induced magnetic order in layered ruthenium oxide

层状氧化钌中的超导有序参数和单轴压力感应磁有序

• 批准号: 21H01033
• 负责人: 菊川 直樹
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01033/
• 关键词: Sr2RuO4; 超伝導; 対称性; 単結晶; 磁性; ルテニウム酸化物; 高品質単結晶; 超伝導対称性

本研究「層状ルテニウム酸化物の超伝導秩序変数と一軸圧力誘起の磁気秩序」の目的は，強相関電子系の典型物質であるSr2RuO4の超伝導秩序変数の決定につなげることである．最近，Sr2RuO4の非従来型超伝導状態は，われわれの育成した高品質試料において超伝導転移温度以下でスピン磁化率が減少したことから，スピン一重項状態が実現していることが明らかになった．このことは，Sr2RuO4の超伝導秩序変数について，四半世紀ぶりに再考を促すこととなった．一軸圧力下での実験により，ミューオンスピン緩和実験から，超伝導転移温度と時間反転対称性を破る温度の分離を明確に観測した．また，さらなる1 GPa以上の一軸圧力下で磁気秩序も発見した．一方，比熱測定からはそのような分離が見えてはいない．これらの結果について，今後整合性のある解釈・さらなる研究を進める予定である．2021年度では，研究の根幹をなす結晶育成についても進展できた．Sr2RuO4の本質的な超伝導を観測するには，不純物を徹底的に抑制する必要がある．また，系統的な研究のためには，大型の結晶を得る必要もある．浮遊帯域法での結晶育成について従来の二層型フィラメントにかわる，単層型フィラメントのハロゲンランプの開発に成功した．それにより安定した溶融帯を得ることができた．結果として最大12cmまでの高品質結晶を得られた．この改良ランプは姉妹物質であるCa3Ru2O7の育成にも適応でき，磁気熱量効果から，最近発見した新規磁性相について，熱力学的な相であることを決定づけた．また，磁気熱量効果を用いることで近似結晶における磁気エントロピー変化を初めての評価し，Sr2RuO4 の研究をもとに研究の幅を大きく広げた．今後，これらの成果をもとに，Sr2RuO4 の超伝導対称性の決定ついて，共同研究を含め，多様な研究を展開する予定である．

The purpose of this study is to determine the superconductivity order of Sr2RuO4, a typical substance of strongly correlated electron system. Recently, Sr2 RuO4 has been developed into a non-superconducting state with high quality samples. The magnetic susceptibility of Sr2 RuO4 decreases below the transition temperature. Sr2RuO4 is a super-conductor, and the order of Sr2RuO4 is different from that of Sr 2 RuO 4. Under one axial pressure, the temperature of the transition is measured in detail. The temperature of the transition is measured in detail. The magnetic field can be observed under a single axial pressure of 1 GPa or more. One side, specific heat determination In 2021, it is necessary to thoroughly suppress impurities in Sr2RuO4. The research of large-scale crystallization is necessary. The floating zone method is used to develop crystals from the two-layer structure to the single-layer structure. The stability and stability of the solution zone are very important. As a result, the largest crystal was 12cm, and the highest quality crystal was obtained. The development of Ca3Ru2O7, a new magnetic phase, and a thermodynamic phase have recently been discovered. The study of Sr2 RuO4 was carried out in a wide range of fields. In the future, the results of this research will be discussed, and the determination of the superconductivity of Sr2RuO4 will be carried out in a joint study, including multiple studies.

项目成果

Magnetoentropic Signatures of the Textured Metamagnetic Phase of an Antiferromagnetic Polar Metal: Ca3Ru2O7

反铁磁极性金属 Ca3Ru2O7 织构变磁相的磁熵特征

• DOI: 10.7566/jpsj.90.103704
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Naoki Kikugawa;Dmitry A. Sokolov;Chanchal Sow;Yoshiteru Maeno;and Andrew Peter Mackenzie
• 通讯作者: and Andrew Peter Mackenzie

Magnetocaloric effect in ferromagnetic 1/1 quasicrystal approximants Au64Al22R14 (R = Gd, Tb, and Dy)

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.160669
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: N. Kikugawa;T. Hiroto;A. Ishikawa;Shintaro Suzuki;H. Sakurai;R. Tamura

High-sensitivity heat-capacity measurements on Sr2RuO4 under uniaxial pressure

• DOI: 10.1073/pnas.2020492118
• 发表时间: 2021-03-09
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Li, You-Sheng;Kikugawa, Naoki;Mackenzie, Andrew P.
• 通讯作者: Mackenzie, Andrew P.

Single-Crystal Growth of Sr2RuO4 by the Floating-Zone Method Using an Infrared Image Furnace with Improved Halogen Lamps

• DOI: 10.3390/cryst11040392
• 发表时间: 2021-04
• 期刊: Crystals
• 影响因子: 2.7
• 作者: N. Kikugawa;D. Sokolov;T. Nagasawa;A. Mackenzie

Max Plank Institute (Dresden)(ドイツ)

马克斯·普朗克研究所（德累斯顿）（德国）