フラストレーション系の新奇超伝導体の探索

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強相関電子系の中でパイロクロア型磁性化合物はスピンや電荷のフラストレーションが大きいことで注目されている.パイロクロア化合物が金属伝導を示す場合,その大きな磁気フラストレーションを利用して超伝導になることが予想され,最近Cd_2Re_2O_7というパイロクロア型酸化物が超伝導を示すことが初めて見出された.本研究では,この物質の単結晶を作成に成功し,核磁気共鳴測定を室温まで行ったところ,T^*〜200Kにおいて,2次の構造相転移を示し,その際,帯磁率・電気抵抗率ともにT^*以下において大きく減少を示すことが明らかになった.また,^<111>Cd-NMR測定から,T^*以下においてはスピン励起が減少することから,パイロクロア格子はいわゆる四量体を形成し,系は擬ギャップ(高温超伝導のスピン・ギャップと類似)状態をとることが明らかになった.この現象は,本系の超伝導発現と密接な関係があると考えられる.現在もCd_2Re_2O_7の物性については,様々な実験・研究を行っており,次々と異常な物性が明らかになってきている.例えば,ホール係数,ゼーベック係数など輸送現象でも,特異な振る舞いが見いだされている.このようにパイロクロア型Cd_2Re_2O_7は,格子・スピン・電荷・軌道といった多くの自由度が絡み合った非常に興味深い系であると考えられる.本研究では,Cd_2Re_2O_7系を中心としてパイロクロア系の詳細な物性を研究した一方,三角格子超伝導体Na_xCoO_2・yH_2Oについても詳細な核磁気共鳴実験を行い,この系がトリプレット超伝導体である可能性が高いことを見いだした。今後,パイロクロア系や三角格子系において新規超伝導体の探索を行い,新たな超伝導体発現機構に関して調べていく予定であり成果が大いに期待される.