Study of novel superconducting state with broken time-reversal symmetry

时间反演对称性破缺的新型超导态研究

• 批准号: 22H00105
• 负责人: 芝内 孝禎
• 金额: $ 28.04万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00105/
• 关键词: 非従来型超伝導; 超伝導ギャップ; ウルトラノーダル; ボゴリウボフフェルミ面; 時間反転対称性; ボゴリューボフフェルミ面; 時間反転対称性の破れ; 回転対称性; ネマティック超伝導; 鉄系超伝導; 円偏光マイクロ波

超伝導状態は、(1)フルギャップ超伝導、(2)ポイントノード超伝導、(3)ラインノード超伝導の、3つのクラスの超伝導ギャップを持つ状態に分類される。しかし近年、時間反転対称性を破る超伝導状態では、面状(2次元)でギャップがゼロとなる「ウルトラノーダル」超伝導が存在し得ることが理論的に示唆された。本研究では、申請者らによって最近見出された有力候補物質Fe(Se,S)およびその関連物質に焦点を当て、第4の超伝導状態ともいえる新奇ウルトラノーダル超伝導状態の解明を目的としている。2022年度では、この新奇超伝導状態の必須条件となる時間反転対称性の破れについて、以前から行っていたミューオンスピン緩和実験データを取りまとめ、詳細な解析を進めて論文の形にまとめ上げた。さらに、時間反転対称性の破れの検証の別の手法として、円偏光マイクロ波共振器の測定系の準備を進めている。現在までにネットワークアナライザを用いた測定システムを立ち上げ、銅キャビティによる磁性体を用いた試験的な測定を行い、動作確認を終えている。今後は、誘電体を導入した高Q値化を図り、超伝導体における時間反転対称性の破れの検出を目指す。また、東京大学物性研究所との共同研究により明らかとなった、角度分解光電子分光によるボゴリューボフフェルミ面の観測に成功し、その結果Fe(Se,S)の正方晶相の試料において、常伝導状態では４回回転対称性を持つが、超伝導状態で２回回転対称性を示すことが明らかとなった。この結果を受けて、ベクトルマグネットを用いた磁場中輸送現象の測定を面内回転磁場中で行い、実際に上部臨界磁場が２回回転対称性を示すことを明らかにした。この結果は光電子分光の結果をサポートし、２回対称のボゴリューボフフェルミ面を持つウルトラノーダル超伝導が起きていることを示唆する。

Superconductor status,(1) Superconductor status,(2) Superconductor status,(3) Superconductor status,(3) Superconductor status,(4) Superconductor status. In recent years, the time symmetry of the superconductivity state is reversed, planar (2-dimensional), and the superconductivity exists in theory. In this study, the applicant recently discovered a powerful candidate substance Fe(Se,S) and related substances, focusing on the fourth superconductivity state and novel superconductivity state. In 2022, the necessary conditions for the new super conduction state were changed, and the time was changed. In the past, the behavior was changed, and the mitigation was changed. In the future, the paper would be analyzed in detail. The preparation of the measurement system of the polarized light wave resonator is progressing. Now, the test results of the magnetic material are determined by the test results and the operation is confirmed. In the future, the induction of high Q value, superconductivity, time symmetry and detection of the target A joint study conducted by the Institute of Physical Properties, University of Tokyo, was successful in measuring Fe (Se,S) tetragonal crystal phase samples. The results showed that the conductivity of Fe(Se,S) in the normal state was 4-loop symmetric, and the conductivity of Fe(Se,S) in the superconduction state was 2-loop symmetric. The results show that the transport phenomenon in the in-plane magnetic field is measured in the middle and in the upper critical magnetic field in the middle and in the middle of the magnetic field in the middle. The results of this study are as follows: 1. The results of photoelectron spectroscopy are as follows: 2. The optical properties of the photoelectron spectroscopy are as follows:

项目成果

Nematic quantum critical points and unconventional superconducting states in Fe(Se/S/Te)*

Fe(Se/S/Te)* 中的向列量子临界点和非常规超导态

• 发表时间: 2023
• 作者: M. Hada;Y. Nishina;T. Saio;松田悠吾;Takasada Shibauchi
• 通讯作者: Takasada Shibauchi

University of California, Santa Barbara(米国)

加州大学圣塔芭芭拉分校（美国）

• 发表时间: 2019

Radboud University(オランダ)

拉德堡德大学（荷兰）

Nematicity and exotic superconducting states in iron chalcogenides

铁硫属化物中的向列性和奇异超导态

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Shibauchi

Enhanced Superconducting Pairing Strength near a Pure Nematic Quantum Critical Point

• DOI: 10.1103/physrevx.13.011032
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Physical Review X
• 影响因子: 12.5
• 作者: K. Mukasa;K. Ishida;S. Imajo;M. Qiu;M. Saito;K. Matsuura;Y. Sugimura;S. Liu;Y. Uezono;T. Otsuka;M. Čulo;S. Kasahara;Y. Matsuda;N. Hussey;T. Watanabe;K. Kindo;T. Shibauchi