ルテニウム酸化物・ルテニウム共晶系の3ケルビン超伝導

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スピン三重項超伝導で知られるSr_2RuO_4(超伝導転移温度は1.5ケルビン)の共晶体Sr_2RuO_4-Ru中のSr_2RuO_4-Ru境界で起きる、約3ケルビンという増強された超伝導転移温度を持つ界面超伝導(3ケルビン超伝導)に関する研究を行い、転移温度上昇のメカニズムを含む超伝導状態の解明とそれに付随する新しい基礎物理の開拓を目指した。特に以下の二つの項目について研究の進展があった。1 共晶中のSr_2RuO_4-Ru微小接合を用いた研究NTT物性科学基礎研究所の協力を得て、Sr_2RuO_4中に共晶析出している、大きさがミクロンオーダーの単一のルテニウム金属片に微小な端子を形成して、単一のSr_2RuO_4-Ru界面の振る舞いを調べた。通常のバルク測定では、試料全体で無秩序に分布する無数のSr_2RuO_4-Ru界面の平均化された超伝導の振る舞いしか観測できないが、微小端子を用いた測定を行うことによって、現象の本質を捉えることが可能になると考えた。単一のルテニウム金属片に再現性よく電極を形成する方法を確立し、Sr_2RuO_4-Ru界面の電流電圧特性を調べた。それらのSr_2RuO_4-Ru界面のうち、きれいなトンネル接合を形成しており、急峻なポテンシャル障壁を有していると考えられる場合に、異方的超伝導に特有のゼロバイアスコンダクタンスピーク(ZBCP)を観測した。このZBCPは、超伝導状態中でも、特に時間反転対称性の破れている状態下で出現していると解釈される。2 一軸性圧力効果の研究3ケルビン超伝導転移の一軸性圧力の効果を調べた結果、バルクの場合と比して、大きな一軸効果があり、転移温度上昇のメカニズムの一端として、界面での応力の寄与が考えられる結果を得た。また、関連物質Sr_3Ru_2O_7の一軸圧下の約0.6GPaまでの静磁化率の測定を行い、強磁性への転移を観測したが、従来の結果と比べて定量的に異なる振る舞いもあり、試料依存性があると考えられる。