走査型微小ホール素子顕微鏡を用いたエキゾチックな超伝導状態の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は強相関電子系において近年数多く発見されているエキゾチックな超伝導状態の解明を目的としている。本年度は重い電子系超伝導体URu_2Si_2の特異な超伝導状態の舞台となる「隠れた秩序」状態について研究を行った。この物質ではT_c=1.4Kで超伝導転移を示し、これまでの熱測定による先行研究や昨年度までの本研究による下部臨界磁場の実験結果より、時間反転対称性の破れた特異な超伝導状態であることが示唆されているが、その発現機構の解明には至っていない。その一方で、この物質ではT_h=17.5Kで比熱が明瞭な2次相転移を示すことが知られており、その秩序変数は発見以後25年経過した現在においても明らかになっておらず、「隠れた秩序」として注目を集めている。この物質では圧力・温度相図においてこの隠れた秩序相でのみ超在導が発現することが知られている。従って超伝導発現機構を解明する上で、この隠れた秩序相の解明は極めて重要である。そこで本研究では、この隠れた秩序状態を明らかにすべく、T_hで何の対称性が破れているかに注目して、磁気異方性に非常に敏感な磁気トルク測定装置の開発及び測定を行った。今回、正方晶単結晶のab面内に正確に磁場を印加することによってトルク測定を宅った結果、隠れた秩序相において正方晶では予期されない2回対称振動を観測した。このことに隠れた秩序が正方晶の面内4回回転対称性を破る電子状態であることを示唆しており、隠れた秩序の解明に向けた重要な実験結果であるといえる。