高温超伝導体におけるボルテックス中の準粒子励起状態

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ボルテックス状態における超伝導体の準粒子励起状態についての知見をえるために磁場下比熱測定を行い、以下の成果をえることが出来た。1 従来型超伝導体としてホウ炭化物Y(Ni_<1-X>Pt_X)_2B_2Cとカルコゲナイド(Nb_<1-X>Ta_X)Se_2の単結晶試料の合成を行った。これらの磁場下比熱測定から以下の結果を得た。(1) YNi_2B_2CとNbSe_2-準粒子状態密度は磁場に比例せず低磁場でより大きな値をとることが明らかになった。これは従来からの理論では予想されていなかったことであり、S波超伝導体でもクリーンリミットの場合は準粒子がコアの外に広がり、さらにコア間の相互作用を通して磁場によりコア半径が縮んでいくことが示唆された。(2) Pt,Taをドープした場合・準粒子状態密度は磁場に比例し準粒子がコア内に閉じこめられていることが示唆された。これはダーティな超伝導体においてのみ従来からの理論がよく当てはまることを示している。(3) 磁場によるコアの縮みは、高エネ研グループとの共同実験(ミューオンスピン回転)からも確認することができた。2 d波超伝導体La_<2-X>Sr_XCuO_4の単結晶試料の育成を行った。各Sr濃度における磁場下比熱測定から以下の結果を得た。(1) x=0.2の試料はクリーンリミットにあり、低温での準粒子比熱はH^<1/2>の磁場依存することが解った。また温度磁場依存性はSimon-Leeによって理論的に示されたスケーリング則に合致することが確認できた。(2) 不純物による散乱で超伝導ギャップ内に低エネルギー状態が誘起された場合(ダーティな場合)準粒子状態密度の磁場依存がH^<1/2>から逸脱しHlogHの変化を示すことが理論的に予想されていた。今回x=0.11と0.17の試料において、初めてHlogH依存性を観測することが出来た。3 マイクロ比熱計の開発 これまで困難であった1mg以下の微小試料の比熱を精密に測定できる装置を開発した。これを用いて微小単結晶YBa_2Cu_4O_8とLiV_2O_4の比熱測定に成功した。