ルテニウム2次元酸化物に圧力・磁場で誘起される新奇な量子状態

压力和磁场在二维氧化钌中诱导的新型量子态

• 批准号: 20029017
• 负责人: 中村 文彦
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20029017/
• 关键词: 強相関電子系; 金属-絶縁体転移; 遍歴電子強磁性; 圧力効果; 電場効果; Ru酸化物; トリプレット超伝導; スーパークリーン物質; 遍歴電子磁性

本研究では,スーパークリーンな系Ru214酸化物で,外場で誘起される様々な新奇量子凝縮相や現象を探索し,そして,その状態の特異性を明らかにし,それらの発現機構の理解を進めることにある.今年度の成果は,以下の2つである.1. モット絶縁体から超伝導まで:4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4の圧力効果4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧で,モット転移し遍歴電子強磁性を基底状態に持つ擬2次元金属となる.我々はこれが8GPa以上の加圧で遍歴電子強磁性がt突然消失,超伝導が出現することを明らかにした.現在の所我々の最大圧力14GPaで0.4Kである.また,この超伝導は強磁性相に隣接していること.関連物質のSr_2RuO_4ではスピン3重項超伝導が現れることから,この超伝導は強磁性のゆらぎを起源としたスピン3重項超伝導ではないかと期待されている.2. 4d電子系Mott絶縁体Ca_2RuO_4の電場誘起絶縁破壊:我々は,Ca_2RuO_4に300Kで電場を印加すると,わずか乾電池一個に満たない0.8Vで構造転移を伴ってMott絶縁体が金属化する.また,低温まで金属状態を維持した場合強磁性が出現することを明らかにした.今年度は,電圧挿引に加え電流挿引でも絶縁破壊を誘起することに成功した.ただ,電流挿引での絶縁破壊では負性微分抵抗が現れる.すなわち,転移の過程ではパーコレーションのような非平衡・非線形効果が存在することを明らかにした.

In this study, we explore the novel quantum condensation phase phenomena induced by external field in Ru214 acidified compounds, and explore the specificity of the state and the understanding of the discovery mechanism. This year's achievements, the following 2.1. Superconductivity in the Mott insulator: The pressure effect of the 4d electron system Mott insulator Ca_2RuO_4 is that the 4d electron system Mott insulator Ca_2RuO_4 has a pressure of more than 0.5GPa, and the Mott insulator moves through the electronic ferromagnetism of the substrate state to maintain a quasi-second-dimensional metal. The electron ferromagnetism suddenly disappears when the pressure increases above 8GPa, and the superconductivity appears. Now the maximum pressure of the device is 14GPa 0.4K. The superconducting phase is adjacent to the ferromagnetic phase. Sr_2RuO_4, a related substance, has a three-fold superconductivity. Electric field induced dielectric breakdown of 4d electron system Mott insulator Ca_2RuO_4 at 300K. Ferromagnetism occurs when the metallic state is maintained at low temperatures. This year, the voltage increase in the current lead to the failure of the induction of this success. The negative differential resistance of the current leads to the negative differential resistance. The process of transition is not balanced and non-linear.

项目成果

特許 : ペロブスカイト型酸化物の相転移誘起方法、電子機能素子材料として用いられるペロブスカイト型酸化物及びペロブスカイト型酸化物を用いた電子機能素子

专利：诱导钙钛矿氧化物相变的方法、用作电子功能器件材料的钙钛矿氧化物以及使用钙钛矿氧化物的电子功能器件

• 发表时间: 2008

Evidence of superconductivity on the border of quasi-2D ferromagnetism in Ca2RuO4 at high pressure

• DOI: 10.1088/0953-8984/22/5/052202
• 发表时间: 2010-02-10
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
• 影响因子: 2.7
• 作者: Alireza, Patricia Lebre;Nakamura, Fumihiko;Lonzarich, Gilbert George
• 通讯作者: Lonzarich, Gilbert George

Ca_2RuO_4のMott転移とその基底状態

Ca_2RuO_4及其基态的莫特跃迁

• 发表时间: 2009
• 作者: 中村文彦;他
• 通讯作者: 他

Motto縁体Ca_2RuO_4の絶縁破壊と構造転移

Motto边缘Ca_2RuO_4的介电击穿和结构转变

• 发表时间: 2010
• 作者: 坂木麻里子;山内洋平;木村有作;中村文彦
• 通讯作者: 中村文彦

Anisotropic giant magnetoresistance near the Mott transistion in pressurized Ca_2RuO_4

加压Ca_2RuO_4中莫特转变附近的各向异性巨磁阻

• 发表时间: 2009
• 期刊: Physical Review B 80
• 作者: F.Nakamura;RNakai;T.Takemoto;M.Sakaki;T.Suzuki;P.L.Alireza;S.Nakatsuji Y.Maeno
• 通讯作者: S.Nakatsuji Y.Maeno