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。

基本信息

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

项目摘要

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。

这项研究的目的是更详细地阐明磁波动的性质与非惯性超导性之间的关系。为此，我们计划使用核磁共振（NMR）进行1）阐明基于重电子的人工超级橡皮压中波动的维度，以及2）确定自旋三胞胎超导候选候选物质UTE2的超导超导对称性。在财政年度，我们主要关注②并进行了实验。首先，在单晶UTE2中，在B轴磁场下测量了NMR NIT移位，尽管自旋敏感性在超导状态下降低，但减少量的降低量小于自旋单线的预期。此外，测量了核自旋晶格松弛率的温度依赖性，并证实预期的相干峰并未出现在常规超导性中。这些结果表明UTE2是一个自旋三重态超导体。接下来，使用单晶UTE2进行了更详细的NMR NIT偏移测量，其浓度的NMR活性125TE核增加到99.9％，以增强NMR信号强度。结果，发现自旋敏感性在C轴方向以及B轴方向上降低。有趣的是，发现自旋敏感性的这种降低的磁场依赖性在B和C轴方向上是各向异性的，并且在超导高磁场区域中，尽管在B和C轴方向上旋转易感性都不会降低，但旋转易感性并未降低。在此测量中获得的自旋敏感性的磁场依赖性显着缩小了候选者的超导对称性，尤其是，在高磁场中，旋转易感性不会降低的超导能力状态，即使在超导性期间，旋转自由度在高磁场中也能够幸存，强烈暗示了旋转的三重态超级负责。将来，我们的目标是通过测量A轴方向的NIT转移来充分确定对称性。此外，NMR光谱测量结果表明，自旋敏感性在超导体中表现出独特的分布。预计这种分布将是与自旋自由度自由度相关的自旋三胞胎超导性独有的现象。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

UTe2の超伝導状態のスピン磁化率

UTe2超导态的自旋磁化率

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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