Control of magnetic fluctuations and superconductivity in heavy-fermion systems.

重费米子系统中磁波动和超导的控制。

• 批准号: 20J11939
• 负责人: 仲嶺 元輝
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11939/
• 关键词: スピン三重項超伝導; 超伝導対称性; ウラン系化合物; 核磁気共鳴

本研究の目的は、磁気ゆらぎの性質と非従来型超伝導との関係をより詳細に解明する事である。そのために核磁気共鳴(NMR)を用いて二つの実験①重い電子系人工超格子のゆらぎの次元性の解明　②スピン三重項超伝導候補物質UTe2の超伝導対称性の決定　を計画していた。当該年度は主に②に注力して実験を行った。まず単結晶UTe2において、b軸方向磁場下でNMRナイトシフトの測定を行い、超伝導状態でスピン磁化率が減少するものの、その減少量がスピン一重項で予想されるものより小さい事を明らかにした。また、核スピン-格子緩和率の温度依存性を測定し、従来型の超伝導で期待されるコヒーレンスピークが出現しない事を確認した。これらの結果はUTe2がスピン三重項超伝導体である事を示唆するものである。次に、NMR信号強度を増強させるためNMRアクティブな125Te核の濃度を99.9%まで高めた単結晶UTe2を用いて、より詳細なNMRナイトシフトの測定を行った。その結果、b軸方向に加え、c軸方向でもスピン磁化率が減少する事がわかった。興味深い事に、このスピン磁化率減少の磁場依存性はb, c軸方向で異方的であり、超伝導高磁場領域ではb, c軸方向ともに超伝導状態であるにも関わらず、スピン磁化率が減少しない領域がある事がわかった。本測定で得られたスピン磁化率の磁場依存性は超伝導対称性の候補を大きく絞るものであり、特に高磁場でのスピン磁化率が減少しない超伝導状態は、超伝導中でもスピン自由度が生き残っている事を示し、スピン三重項超伝導を強く示唆する。今後a軸方向のナイトシフト測定により対称性の完全決定を目指す。加えて、NMRスペクトルの測定より、超伝導体中でスピン磁化率が特徴的な分布を示すことがわかった。この分布はスピン自由度に関連したスピン三重項超伝導特有の現象である事が期待される。

The purpose of this study is to clarify the relationship between the properties of magnetic field and non-magnetic field. The determination of superconductivity of triplet superconductivity candidate substance UTe2 by using nuclear magnetic resonance (NMR). When the year is over, focus will be placed on implementation. NMR measurements of magnetic susceptibility in the b-axis and b-axis magnetic fields in the crystal UTe2 are performed in the superconducting state, and the decrease in magnetic susceptibility is expected to be a multiple term. The temperature dependence of the lattice relaxation rate was determined and the expected temperature variation of the lattice relaxation rate was confirmed. The result of this is that UTe2 is a triplet of superconductors. The NMR signal intensity was increased to 99.9% and the concentration of 125Te nucleus was increased to 99.9% for the determination of UTe2 in detail. As a result, the magnetic susceptibility decreases in the b-axis direction and the c-axis direction. Magnetic field dependence of magnetic susceptibility reduction in the direction of the c-axis is different from that in the direction of the c-axis. Magnetic field dependence of magnetic susceptibility reduction in the direction of the c-axis is different from that in the direction of the c-axis. The magnetic field dependence of the magnetic susceptibility is determined. The magnetic susceptibility is reduced in the case of high magnetic field. The degree of freedom of the magnetic susceptibility is increased in the case of high magnetic field. The triple term superconductivity is increased in the case of high magnetic field. In the future, the measurement of the direction of the a-axis will determine the symmetry completely. In addition, NMR measurements of magnetic susceptibility in superconductors are shown. The distribution of the three degrees of freedom is related to the triple term superconductivity.

项目成果

UTe2の超伝導状態のスピン磁化率

UTe2超导态的自旋磁化率

• 发表时间: 2021
• 作者: Nakamine Genki;Kitagawa Shunsaku;Ishida Kenji;Tokunaga Yo;Sakai Hironori;Kambe Shinsaku;Nakamura Ai;Shimizu Yusei;Homma Yoshiya;Li Dexin;Honda Fuminori;Aoki Dai;北川俊作;北川俊作;金城克樹;石田憲二
• 通讯作者: 石田憲二

UTe2における超伝導多重相のNMRによる観測UTe2の超伝導状態のスピン磁化率

UTe2 中超导多相的 NMR 观察 UTe2 中超导态的自旋磁化率

• 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

Inhomogeneous Superconducting State Probed by 125Te NMR on UTe2

• DOI: 10.7566/jpsj.90.064709
• 发表时间: 2021-06-15
• 期刊: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 1.7
• 作者: Nakamine, Genki;Kinjo, Katsuki;Aoki, Dai
• 通讯作者: Aoki, Dai