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一軸性圧力で誘起する新奇スピン三重項超伝導

单轴压力诱导的新型自旋三重态超导

基本信息

批准号：
12J01430
负责人：
谷口晴香
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に確立した一軸性圧力(一軸圧)下での4端子電気抵抗および直流磁化の測定技術を用いて、反強磁性モット絶縁体Ca_2RuO_4への[110]_T方向一軸圧効果を明らかにした。そして、その結果を前年度に調べた[100]_T方向一軸圧効果と比較し、静水圧の場合よりも低圧で強磁性金属相(キュリー温度Tc～12K)を誘起できる点は共通しているが、[110]_T一軸圧を用いれば[100]_T一軸圧の半分の臨界圧力で金属相を誘起できることを示した。これらの結果は、面内一軸圧、特に[110]_T一軸圧が結晶中のRuO_6八面体の収縮歪みを解くのに有効なことを示唆している。収縮歪みの解消は、Ru214系の電子状態決定に重要なRuのd軌道の相対エネルギーを変化させ、xyバンドからyz, zxバンドへ電子を移動させて金属化を起こす。さらに、我々は[110]_T一軸圧の場合には磁化の強磁性成分の発達が2回に分かれて起きるという興味深い現象も見出した。この振舞は、斜方晶構造に起因して試料中にツインドメインが形成されること、および結晶への局所的な一軸圧効果を考慮すると自然に理解できる。これらの結果は、一軸圧を用いると圧力方向によって多彩な結晶構造および電子状態を誘起できるということを示している。2次コイルを一軸圧セル中に設置する「ミニコイル法」での交流磁化率測定の技術を確立した。そして、スピン三重項超伝導体Sr_2RuO_4への面内一軸圧効果を調べ、超伝導転移温度T_cのオンセットが約1.5Kから3.3Kまで上昇することを明らかにした。この結果は、面内一軸圧によって結晶が4回対称から2回対称に変化したため、Sr_2RuO_4の超伝導秩序変数の軌道部分を構成すると考えられている2成分k_xとk_yの縮退が解けて、軌道1成分の超伝導相が出現したためと考えられる。そのため、本成果はSr_2RuO_4の超伝導秩序変数の決定に寄与するものである。さらに、秩序変数多成分の超伝導体に秩序変数一成分の新奇超伝導相を誘起しうるという一軸圧の効力を具体的に示したという点でも意義深い。

In the past year, it has been established that the application of 4-terminal electrical resistance and DC magnetization measurement technology under one-axis voltage (one-axis voltage), antiferromagnetic insulator Ca_2RuO_4 and one-axis voltage in [110]_T direction have been clarified. The results of the previous year's adjustment show that the ferromagnetic metal phase with low pressure (Tc~12K) is induced by the one-axis pressure in the [100]_T direction, and the critical pressure metal phase with one-axis pressure in the [110]_T direction is induced by the one-axis pressure in the [100]_T direction. The results show that the in-plane one-axis pressure, the in-plane one-axis pressure and the in-plane one-axis pressure of RuO_6 octahedron in the crystal are different. The resolution of shrinkage is due to the change of the relative parameters of the Ru d orbital, which is important for determining the electronic state of the Ru214 system, and the movement of electrons from xy to yz, zx to metallization. In the case of one-axis voltage, the ferromagnetic component of magnetization reaches two times, and the phenomenon of deep interest appears. The origin of this vibration and rhombohedral structure in the sample is discussed in detail below. The result is that the axial pressure is applied in the direction of the pressure, and the crystal structure is induced in the electron state. The technique of AC magnetic susceptibility measurement was established in the second phase of the experiment. The in-plane one-axis pressure effect of Sr_2RuO_4 is modulated, and the transition temperature T_c of Sr_2RuO_4 is increased from about 1.5K to 3.3K. The results show that the transition phase of Sr_2RuO_4 superconductor is composed of four pairs of crystals, two pairs of crystals and two pairs of crystals. The results of this study are as follows: Sr_2RuO_4 and Sr_2RuO_4 are used to determine the number of superconductors. In addition, the order of multi-component superconductors is different from that of single-component superconductors.