スピン三重項状態を持つ強磁性超伝導体のトポロジカル物性とフェルミ面

自旋三重态铁磁超导体的拓扑性质和费米面

• 批准号: 19H00646
• 负责人: 青木 大
• 金额: $ 29.12万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00646/
• 关键词: 強磁性; 超伝導; UTe2; スピン三重項; フェルミ面; トポロジー; 磁場再突入型超伝導

ウラン化合物はスピン軌道結合が大きく、遍歴・局在の中間的な性質を持つ5f電子のために多彩で魅力的な物性が知られている。とくに強磁性超伝導体UGe2, URhGe, UCoGeは強磁性スピンゆらぎによってスピン三重項超伝導が実現しており、磁場誘起(強化)型超伝導を示すなどその特徴は際立っている。本研究の目的は、強磁性量子臨界終点近傍において、これまで理解されてこなかった電子系における対称性の破れを、リフシッツ転移、ネマティック状態、ポメランチュク不安定性をキーワードに、量子振動効果によるフェルミ面観測から明らかにすることである。さらに、スピン三重項超伝導が実現しているこれらの物質で、トポロジカル超伝導というあらたな視点に基づいた超伝導研究を行うことである。当該年度は昨年度に引き続き新奇重い電子系超伝導体UTe2の研究が大きく進展した。その主な成果は以下のとおりである。１）超伝導が破壊される臨界圧をわずかに超えた圧力で、強磁場をくわえることにより、磁場誘起超伝導を発見した。10T以上で発現する超伝導であり、28Tでも生き残っている。２）圧力下の磁化率、磁化測定を行い、圧力と共に磁化率の異方性が大きく変化すること。臨界圧を超えた磁気秩序相では、反強磁性磁気秩序が起きていることを見出した。３）極低温、低磁場の精密磁化測定により、異常な下部臨界磁場の異方性を示すことを見出した。このほかにもNMR測定や熱膨張測定が行われて多くの成果が得られた。

The chemical compound has a large number of orbitals, and the properties of the complex are in the middle. Ferromagnetic superconductors UGe2, URhGe, UCoGe are ferromagnetic superconductors. Triple-term superconductors appear in the ferromagnetic superconductors. Magnetic field-induced (enhanced) superconductors are characterized by their interrelationship. The purpose of this study is to understand the symmetry of the electron system near the ferromagnetic quantum critical endpoint, the transition state, the instability state, and the quantum vibration effect. In addition, the study of ternary superconductivity has been carried out. The research on electronic superconductors UTe2 has made great progress since the beginning of this year. The main result is the following. 1) Superconductivity due to critical pressure, strong magnetic field, magnetic field induced superconductivity 10T and above are the most common types of radiation, and 28T and above are the most common types of radiation. 2) Susceptibility and magnetization measurement under pressure, pressure and anisotropy of magnetic susceptibility change greatly. The critical voltage of the magnetic field is equal to that of the antiferromagnetic field. 3) Precision magnetization measurement at extremely low temperatures and low magnetic fields, and the anisotropy of abnormal lower critical magnetic fields. The results of NMR and thermal expansion measurements were obtained.

项目成果

Magnetic and electrical properties of the ternary compound U2Ir3Si5 with one-dimensional uranium zigzag chains

• DOI: 10.1103/physrevb.99.054408
• 发表时间: 2019-02
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Dexin Li;F. Honda;A. Miyake;Y. Homma;Y. Haga;A. Nakamura;Y. Shimizu;A. Maurya;Yoshi-ichi Sato;M. Tokunaga;D. Aoki

Quasi-one-dimensional magnetic interactions and conduction electrons in EuCu5 and EuAu5 with the characteristic hexagonal structure

具有特征六方结构的 EuCu5 和 EuAu5 中的准一维磁相互作用和传导电子

• DOI: 10.1080/14786435.2019.1708498
• 发表时间: 2020
• 期刊: Philosophical Magazine
• 影响因子: 1.6
• 作者: Matsuda S.;Ota J.;Nakaima K.;Iha W.;Gouchi J.;Uwatoko Y.;Nakashima M.;Amako Y.;Honda F.;Aoki D.;Nakamura A.;Takeuchi T.;Haga Y.;Harima H.;Hedo M.;Nakama T.;Onuki Y.
• 通讯作者: Onuki Y.

Field reentrant superconductivity and multiple phases in UTe2

UTe2 中的场重入超导和多相

• 发表时间: 2020
• 作者: 木村耕治;山本健太;林好一;筒井智嗣;山添誠司;宮崎秀俊;中神秀麻;J. R. Stellhorn;細川伸也;松下智裕;田尻寛男;A. K. R. Ang;西野洋一;Dai Aoki
• 通讯作者: Dai Aoki

Reentrant superconductivity and multiple superconducting phases in UTe2

UTe2 中的重入超导性和多个超导相

• 发表时间: 2020
• 作者: Dai Aoki;Dai Aoki
• 通讯作者: Dai Aoki

Spin-triplet superconductivity and field-induced phenomena in 5f-electron system

5f电子系统中的自旋三重态超导和场致现象

• 发表时间: 2019
• 作者: 奥田 裕司;川北 純平;谷内 敏之;島 久;清水 敦史;内藤 泰久;木下 健太郎;秋永 広幸;辛 埴;Dai Aoki;Dai Aoki;Dai Aoki;Dai Aoki
• 通讯作者: Dai Aoki