La系層状金属間化合物における電荷秩序と超伝導の相関関係の解明

本年度では主に、LaAgSb2において最大圧力7 GPa, 最低温度50 mKの範囲で超伝導特性を精査した。我々は前年度までに、LaAgSb2が常圧において0.3 K以下で零抵抗を示すことを確認していた。本年度はさらに極低温における磁化・比熱測定を行い、マイスナー効果に対応する磁化の異常・BCS理論から期待されるものと同程度の比熱の異常を0.3 Kで観測した。これによりLaAgSb2が超伝導体であることをはじめて発見した。さらに対向アンビル型圧力セルを用いた圧力下電気抵抗測定では、CDWの臨界圧力である3.2 GPa近傍のみで超伝導転移温度（Tc）が最大約1 Kまで増強される振る舞いを観測した。臨界圧力から離れるとTcは急激に抑制されることから、臨界圧力近傍のみで何らかの超伝導増強機構が働いていることを示す結果と考えられる。この振る舞いをより深く理解するために、最も基本的な超伝導機構であるフォノン媒介機構を仮定した場合にどの程度のTcが期待できるかを、第一原理計算に基づく電子格子結合計算によって精査した。計算によって得られる電子格子結合強度は小さく、その結果として得られる理論的Tcも数mKのオーダーであった。したがって実験で観測された1 KオーダーのTcは上述の枠組みだけでは説明できず、CDWの崩壊に関連する非自明な機構の存在を示唆する。また比較的大きな電子格子結合をもつキャリアは、正方格子を構成するSb原子のpx, py軌道からなる2次元的Fermi面に偏在していることも明らかにした。このことはSb正方格子がこの物質におけるCDWの形成・極めて易動度の高いキャリアの起源のみならず、超伝導においても重要な役割を担っていることを示している。また物性の比較対照に向けて、同一結晶構造を持つ関連物質の物性測定も進行している。

本年度では主に、LaAgSb2において最大圧力7 GPa, 最低温度50 mKの範囲で超伝導特性を精査した。我々は前年度までに、LaAgSb2が常圧において0.3 K以下で零抵抗を示すことを確認していた。本年度はさらに極低温における磁化・比熱測定を行い、マイスナー効果に対応する磁化の異常・BCS理論から期待されるものと同程度の比熱の異常を0.3 Kで観測した。これによりLaAgSb2が超伝導体であることをはじめて発見した。さらに対向アンビル型圧力セルを用いた圧力下電気抵抗測定では、CDWの臨界圧力である3.2 GPa近傍のみで超伝導転移温度（Tc）が最大約1 Kまで増強される振る舞いを観測した。臨界圧力から離れるとTcは急激に抑制されることから、臨界圧力近傍のみで何らかの超伝導増強機構が働いていることを示す結果と考えられる。この振る舞いをより深く理解するために、最も基本的な超伝導機構であるフォノン媒介機構を仮定した場合にどの程度のTcが期待できるかを、第一原理計算に基づく電子格子結合計算によって精査した。計算によって得られる電子格子結合強度は小さく、その結果として得られる理論的Tcも数mKのオーダーであった。したがって実験で観測された1 KオーダーのTcは上述の枠組みだけでは説明できず、CDWの崩壊に関連する非自明な機構の存在を示唆する。また比較的大きな電子格子結合をもつキャリアは、正方格子を構成するSb原子のpx, py軌道からなる2次元的Fermi面に偏在していることも明らかにした。このことはSb正方格子がこの物質におけるCDWの形成・極めて易動度の高いキャリアの起源のみならず、超伝導においても重要な役割を担っていることを示している。また物性の比較対照に向けて、同一結晶構造を持つ関連物質の物性測定も進行している。