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

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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.