1次元量子臨界系における超伝導-密度波転移に関する研究

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高温超伝導体や重い電子系において、反強磁性絶縁相の臨界圧力(あるいは臨界組成)近傍に出現する超伝導相の出現機構は、反強磁性相に関連したスピン揺らぎによるクーパーペアの形成という解釈がなされ、超伝導ギャップの対称性はd_x^2_<-y>^2と考えられてきた。しかしながら、近年、電荷密度波(CDW)をはじめとする電荷秩序相と超伝導相の関係に興味がもたれおり、電荷秩序相の臨界点で出現する超伝導相は、電荷揺らぎを介したクーパーペアの可能性が指摘されている。この場合、超伝導ギャップの対称性はd_<xy>と予測されており、d_x^2_<-y>^2対称性との違いを実験で区別することは困難である。私は新ギャップ対称性の新しい実験的決定法を考察するため、電荷揺らぎが重要な役割を果たすと考えられている二次元有機伝導体κ-ET_2Cu(NCS)_2の超伝導相に注目し、ジョセフソンボルテックスによるフロー抵抗の面内依存性の振る舞いを調べた。実験は二軸回転可能なクライオスタットと15T超伝導マグネットを組み合わせたものであり、磁気抵抗の角度依存性を詳細に調べた。その結果、フロー抵抗の大きさは四回対称性を持つことが見出され、準粒子とボルテックスの相互作用で説明できる可能性があり大変興味深い。この成果は、磁気抵抗の角度依存性のみで超伝導ギャップの対称性を決定できる可能性を秘めており、NbSe_3をはじめとする圧力下で出現する超伝導体への応用が容易である。従って、1次元量子臨界系における電荷密度波と超伝導が競合する状態を調べるのに大変有効な手法を提供するものである。この成果は国際会議(International Symposium on Superconductivity, Tsukuba, Japan)で発表の予定である。