回転対称性の制御による時間反転対称性の破れた超伝導体の研究

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当該年度は、時間反転対称性が破れた超伝導体の候補物質であるUTe2とFe(Se,S)に対してゼロ歪み下での磁場侵入長測定を行い、その結果から時間反転対称性や超伝導ギャップ構造について議論した。UTe2では、磁場を各結晶軸方向に印加した状態での磁場侵入長測定から超伝導準粒子励起の異方性を観測し、ゼロ歪み下でのポイントノードの位置を決定した。その結果、実際に時間反転対称性の破れたカイラル超伝導状態が実現していることを明らかにした。さらに、非常に純良なUTe2単結晶に対して下部臨界磁場の測定を行った結果、磁場を結晶のb軸とc軸に印加した場合に下部臨界磁場が大きく増大していることが明らかになった。この結果はUTe2におけるイジング的な強磁性揺らぎと関係している可能性があり、カイラル超伝導の発現機構との関連も期待される。Fe(Se,S)の正方晶領域の試料に対しては、ゼロ歪み下での磁場侵入長測定に加え、電子線照射を用いた不純物効果の測定も行った。電子線照射を行うことにより、実際に電気抵抗率の増大と超伝導転移温度の減少が同時に観測され、理想的な点欠陥が導入されていることが明らかとなった。また、磁場侵入長の温度依存性に関しては、照射前は冪がおよそ1.6であったものが不純物を導入するにつれて冪が一度上昇して2を超え、さらに照射していくと2に近い値を取るという、非単調な振る舞いを示すことが明らかとなった。このような振る舞いは、時間反転対称性の破れたBogoliubovフェルミ面状態で説明できる可能性がある。