Spin-triplet superconductivity on Uranium-based compounds

铀基化合物的自旋三重态超导

• 批准号: 20H00130
• 负责人: 石田 憲二
• 金额: $ 28.7万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00130/
• 关键词: ウラン化合物超伝導体; スピン三重項超伝導体; 核磁気共鳴実験; 低温物性; スピン三重項超伝導; ウラン化合物超伝導; 核磁気共鳴; スピン磁化率; 強相関電子系; 金属物性; 物性実験; 超伝導材料・素子

2018年11月に超伝導が発見されたUTe2(ウラン・テルル２)は、発見当初超伝導転移温度はTc ~ 1.6 Kであったが、近年ウラン欠損を含まない純良単結晶の育成に成功し転移温度は2.1Kまで上昇した。超伝導は磁場に対してとても強固で結晶のb軸に16テスラ以上の磁場を印加すると転移温度が上昇し超伝導は35Tまで観測される。さらにb軸からc軸に30度傾けると、40Tから超伝導は現れはじめ60Tまで生き残るという驚くべき振舞いを示す。これらの結果はUTe2ではスピン三重項超伝導が実現していることを示している。このスピン三重項超伝導ではスピン自由度が残っており、スピンは外部磁場と同じ方向をとることにより、高い磁場まで超伝導は生き残ると予想される。しかし、このスピン三重項超伝導は非常に稀であり、現在までその物性は理解されているとはいいがたい。また圧力下でも興味深い振舞いが見られ、静水圧下では0.3GPaを境に超伝導転移温度は上昇し、1.2 GPaで超伝導は3Kを示す。さらに、転移温度の上昇が見られた圧力領域では超伝導相内で新たな転移が見られ、異なる超伝導状態が実現する「超伝導多重相」の振舞いが報告された。しかし超伝導多重相の各相の性質は未だ不明である。我々は、上記の興味深い振舞いを示すUTe2に絞り、微視的な測定であるTe―NMRを行い、超伝導状態のスピン磁化率と関係するTe-NMRのナイトシフト測定から、①UTe2におけるスピン三重項超伝導の同定、②b軸磁場下および加圧下で見られた超伝導多重相の理解を行ってきている。さらに動的な磁気性質に関係する核スピン格子緩和率1/T1の測定から③スピン・軌道の自由度を持った超伝導対に由来する集団励起の検出、④超伝導の発現機構の解明、などを行い、「スピン三重項超伝導に起因した新奇現象の発見と理解」を目指した研究を行ってきている。

In November 2018, the transition temperature Tc ~ 1.6 K was found in the first phase of the transition. In recent years, the transition temperature Tc ~ 2.1 K has increased due to the lack of damage, including the successful cultivation of pure crystals. Superconductivity increases in temperature by 35T due to strong b-axis magnetic field above 16 T. B-axis, c-axis, 30 ° tilt, 40 ° tilt, 60 ° tilt, 60 ° tilt The result of this is that the triple term superconductor is present in the middle of the spectrum. The three-term superconductivity is determined by the degree of freedom of the external magnetic field and the direction of the magnetic field. The triple term superconductivity is very rare, and the property of superconductivity is very rare. Under pressure, the temperature of heat transfer increases by 0.3 GPa, and under hydrostatic pressure, the temperature of heat transfer increases by 3K. The rise in temperature and temperature in the pressure field is reported in the vibration of "superconduction multiple phases" in the new phase shift and different superconduction states. The nature of each phase of superconductivity is unclear. The results of Te-NMR measurements on UTe2 and Weishi app are as follows: (1) the determination of the triplet superconductivity under UTe2;(2) the determination of the triplet superconductivity under b-axis magnetic field; and (3) the understanding of the multiple phase superconductivity under high pressure. The study of the relationship between the magnetic properties of the moving particles and the lattice relaxation ratio 1/T1, the detection of the collective excitation of the orbital freedom and the origin of the superconduction, the elucidation of the superconduction mechanism, and the discovery and understanding of the origin and novel phenomena of the triple superconduction.

项目成果

重い電子系超伝導体CeCoIn5におけるNi置換効果のNMR

重电子超导体CeCoIn5中Ni取代效应的NMR

• 发表时间: 2021
• 作者: 酒井宏典;徳永陽;芳賀芳範;神戸振作;J.-X. Zhu;F. Ronning;小手川恒;藤秀樹;鈴木康平;大島佳樹;横山淳
• 通讯作者: 横山淳

重い電子系超伝導体CeRh2As2における単結晶NQR測定

重电子超导体 CeRh2As2 的单晶 NQR 测量

• 发表时间: 2020
• 作者: 木舩茉悠;金城克樹;真砂全宏;谷口貴紀;北川俊作;石田憲二;Seunaghyun Khim;Christoph Geibel
• 通讯作者: Christoph Geibel

UTe2における超伝導多重相のNMRによる観測

UTe2 超导多相核磁共振观测

• 发表时间: 2020
• 作者: 仲嶺元輝;北川俊作;石田憲二;徳永陽;酒井宏典;神戸振作;清水悠晴;仲村愛;李徳新;本間佳哉;本多史憲;青木大
• 通讯作者: 青木大

局所的に空間反転対称性が破れた重い電子系超伝導体CeRh2As2におけるNMR測定

CeRh2As2（一种空间反演对称性局部破缺的重电子超导体）的核磁共振测量

• 发表时间: 2021
• 作者: 杉浦 遼平;大竹 翼;申基澈;尾方司貴
• 通讯作者: 尾方司貴

Intriguing behavior of UCo1-xRhxGe ferromagnets in magnetic field along the b axis

UCo1-xRhxGe 铁磁体在沿 b 轴的磁场中的有趣行为

• 发表时间: 2020
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Jiri Pospisil Yoshinori Haga;Atsushi Miyake;Shinsaku Kambe;Yo Tokunaga;Masashi Tokunaga;Etsuji Yamamoto;Petr Proschek;Jiri Volny;Vladimir Sechovsky
• 通讯作者: Vladimir Sechovsky