Research on the mechanism of exotic superconductivity coupled with quantum critical fluctuations

奇异超导与量子临界涨落耦合机制研究

• 批准号: 20K03852
• 负责人: 横山 淳
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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-20K03852/
• 关键词: 量子臨界現象; 超伝導; 磁気秩序; 量子臨界揺らぎ

本研究では、エキゾチック超伝導体CeCoIn5が示す異常な超伝導物性「磁気変調を伴う超伝導相(Q相)」や「レゾナンスピーク」の機構と、それらに対する量子臨界揺らぎの役割を解明するため、CeCoIn5のZnイオンおよびNiイオン置換系に対して巨視・微視的研究を行っている。特に、イオン置換量を制御することによって、磁気秩序や非フェルミ液体状態の性質やそれと異常超伝導状態の相関を明らかにすることを目指している。前年度は、CeCoIn5でみられる磁場誘起量子臨界点の起源が、Znイオンを置換した系で見出した磁場誘起反強磁性相の秩序変数であることを明らかにした。今年度は、共同研究者と進めているミュオンスピン緩和などの先端的微視測定によって、Znイオン置換系では上記の磁場誘起量子臨界点とは別に、低磁場領域で超伝導相内に反強磁性量子臨界点が存在し、そこでは超伝導の磁場侵入長が発散傾向を示すことを発見した。これは超伝導相内に絶対零度での2次相転移である量子臨界点が共存でき、その周りでの量子スピン揺らぎは超伝導電子対形成と本質的に結びついていることを示す証拠である。構造転移などの他の要素を含まない純粋な磁気量子臨界点が超伝導相と共存することを、強相関超伝導体で初めて発見した成果であり、国際的な学術雑誌にその成果を公表した。さらにこの結果を踏まえ中性子散乱実験を実行し、磁気秩序相およびその揺らぎを観測することによって、量子臨界現象に関係する微視情報を得ることに成功した。また、国際共同研究での核磁気共鳴実験によって、CeCoIn5のNiイオン置換系ではNiイオン混入による超伝導の抑制に伴い特異な反強磁性揺らぎが明瞭に現れることを発見し、関連する成果を国際的な学術誌論文として公表した。

This study で は, エ キ ゾ チ ッ ク super conductor 伝 CeCoIn5 が shown abnormal す な super 伝 guide property "magnetic 気 - adjustable を with う super 伝 guide phase (Q)" や "レ ゾ ナ ン ス ピ ー ク" の と, そ れ ら に す seaborne る quantum critical 揺 ら ぎ cut を の service interpret す る た め, CeCoIn5 の zinc イ オ ン お よ び Ni イ オ ン replacement system に し seaborne て The research of giant vision and micro vision を line って って る る. に, イ オ ン displacement quantity を suppression す る こ と に よ っ て や, magnetic 気 order non フ ェ ル ミ liquid の nature や そ れ と abnormal state of super 伝 guide の phase masato を Ming ら か に す る こ と を refers し て い る. Before the annual は, CeCoIn5 で み ら れ る magnetic field induced quantum critical point の origin が, zinc イ オ ン を replacement し た wearing で out し た magnetic field induced the strong magnetic phase の order number - で あ る こ と を Ming ら か に し た. Our は, common researchers と into め て い る ミ ュ オ ン ス ピ ン ease な ど の apex slightly depending on the determination of に よ っ て, zinc イ オ ン replacement system で は written の magnetic field induced quantum critical point と は don't に, low magnetic field で 伝 guide phase に within the strong magnetic quantum critical point が し, そ こ で は super 伝 guide の magnetic field into long が 発 spread tendency を shown す こ と を 発 see し Youdaoplaceholder0. こ れ は super 伝 pilot phase in に absolutely zero seaborne で の planning two phase shift で あ る quantum critical point が coexistence で き, そ の weeks り で の quantum ス ピ ン 揺 ら ぎ は super 伝 guide the nature of electronic form と seaborne に knot び つ い て い る こ と を card shown す 拠 で あ る. Construction planning move な ど の を he の elements including ま な い pure 粋 な magnetic 気 quantum critical point が super 伝 と pilot phase coexistence す る こ と を early, strong phase masato 伝 conductor で め て 発 see し た results で あ な り, international academic 雑 tzu に そ の results を male table し た. Tread さ ら に こ の results を ま え temper in scattered be 験 を line be し, magnetic 気 order phase お よ び そ の 揺 ら ぎ を 観 measuring す る こ と に よ っ て, quantum critical phenomenon に masato is す る micro visual intelligence を る こ と に successful し た. ま た, international joint research で の nuclear magnetic 気 resonance be 験 に よ っ て, CeCoIn5 の Ni イ オ ン replacement system で は Ni イ オ ン に with よ る super 伝 guide の inhibit に with い specific な against strong magnetic 揺 ら ぎ が clear に now れ る こ と を 発 し, masato even す result な を international academic ambition る と し て male table し た.

项目成果

Evolution of the electronic structure and correlations accompanied by suppression of itinerant ferromagnetism in Sr1-x(La0.5K0.5)xRuO3

Sr1-x(La0.5K0.5)xRuO3 中电子结构和相关性的演化以及巡回铁磁性的抑制

• DOI: 10.1103/physrevb.105.195122
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kawasaki Ikuto;Fujimori Shin-ichi;Takeda Yukiharu;Yamagami Hiroshi;Rahmanto;Honma Yutoku;Matsuoka Kensuke;Yokoyama Makoto
• 通讯作者: Yokoyama Makoto

重い電子超伝導体CeCo1-xNixIn5の結晶格子特性

重电子超导体CeCo1-xNixIn5的晶格特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 小泉遼介;矢代安澄;井能楓;鈴木康平;横山淳
• 通讯作者: 横山淳

Ni置換したCeCoIn5の超伝導消失と量子臨界ゆらぎ

Ni取代CeCoIn5的超导消失与量子临界涨落

• 发表时间: 2023
• 作者: 矢代安澄;ラフマント;鈴木康平;清水悠晴;本多史憲;青木大;天谷健一;横山淳
• 通讯作者: 横山淳

CeCo1-xNixIn5の量子臨界揺らぎと超伝導上部臨界磁場

CeCo1-xNixIn5 中的量子临界涨落和超导上临界磁场

• 发表时间: 2022
• 作者: Aoki Dai;Sakai Hironori;Opletal Petr;Tokiwa Yoshifumi;Ishizuka Jun;Yanase Youichi;Harima Hisatomo;Nakamura Ai;Li Dexin;Homma Yoshiya;Shimizu Yusei;Knebel Georg;Flouquet Jacques;Haga Yoshinori;横山淳
• 通讯作者: 横山淳

Relationship between quantum critical fluctuations and anomalous superconductivity in CeCoIn5 and its ionic substitutions

CeCoIn5及其离子取代体量子临界涨落与反常超导的关系

• 发表时间: 2020
• 作者: K. Obara;I. Matsumura;K. Ohyama; H.Yano and O.Ishikawa;Makoto Yokoyama
• 通讯作者: Makoto Yokoyama