重い電子系人工超格子作製による新奇超伝導状態の創出

通过制造重电子人造超晶格创建新型超导态

• 批准号: 15J01284
• 负责人: 遠藤 僚太
• 金额: $ 0.64万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01284/
• 关键词: 超伝導; 重い電子系; 超格子; 分子線エピタキシー法

本年度は、分子線エピタキシー法で作製された、重い電子系超伝導体CeCoIn5および重い電子系反強磁性体CeRhIn5を用いて、様々な人工超格子を作製し、その物性を評価した。具体的には、①CeCoIn5と非磁性通常金属YbRhIn5とYbCoIn5の3種類の物質を用いることで、空間反転対称性の破れを人工的に導入したトリコロール超格子作製し、新奇超伝導状態を創出する研究と②CeCoIn5とCeRhIn5を用い、超伝導と反強磁性を交互に積層させたハイブリッド超格子を作製し、その物性を評価することで反強磁性が超伝導に与える影響を評価した研究である。①のトリコロール超格子では、上部臨界磁場の角度依存性と温度依存性でパウリ対破壊効果の抑制が観測された。これは、空間反転対称性の破れが超伝導状態に影響し、新奇超伝導状態が実現していることを示唆している。本研究は、今後空間反転対称性の破れをより精密に制御することにより、バルクの上部臨界磁場を越える可能性がある。②のハイブリッド超格子では、バルクよりも低温であるが、超伝導転移が確認され、超伝導と反強磁性の人工的な共存に成功した。さらに超伝導の隣接層が非磁性層であるCeCoIn5/YbCoIn5超格子よりも、隣接層が磁性層であるハイブリッド超格子の方が高温で超伝導転移した。これは磁性層であるCeRhIn5が非磁性層であるYbCoIn5よりも超伝導転移温度を高温にすることを示唆しており、今後磁性層の層数をより減らすことなどによって、磁性と超伝導の関係性を明らかにできる可能性がある。

在今年，使用基于重电子的超导体Cecoin5和由分子束外延法制造的重型电子抗铁磁性CERHIN5制造了各种人工晶格，并评估了它们的物理特性。具体而言，1）研究使用三种类型的材料Cecoin5和非磁性常规金属YBRHIN5和YBCOIN5，通过人工引入空间反演对称性中的突破来创建一种新型的超导状态，以及2）研究，以创建一种使用Cecooncouct和CERHINTACT and CERHINTACT and CERHINTARTY STECTERTATE STERTACTERCTARTECTACTERCTACTERCTAST and CERHINTACT and CERHINTACT and CERHINTACT and CERHINTACT and CERHINTACT 5）抗铁磁性，并通过评估这些材料的物理特性来评估抗磁磁对超导的影响。在1中的三色超晶格中，在上临界磁场的角度和温度依赖性中观察到对保利和破坏效应的抑制。这表明空间反演对称的破裂会影响超导状态，从而导致新型超导状态。这项研究可能会通过进一步控制未来的空间反演对称性破裂，从而有可能超过批量上限临界场。尽管温度低于大容量，但已确认超导过渡，并成功实现了超导性和抗磁性特性的人工共存。此外，与Cecoin5/Ybcoin5超级晶格相比，混合晶格是一个磁性层的混合晶格，其温度更高，这是一个非磁性层，该层是一个超导性邻接层。这表明磁性层的Cerhin5具有比非磁性层Ybcoin5的超导性过渡温度更高的，并且可以通过进一步降低未来磁层中的层层数来阐明磁性和超导性之间的关系。

项目成果

Charge carrier dynamics of the heavy-fermion metal CeCoIn5 probed by THz spectroscopy

太赫兹光谱探测重费米金属 CeCoIn5 的载流子动力学

• DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.08.117
• 发表时间: 2016
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials
• 影响因子: 2.7
• 作者: Uwe S. Pracht;Julian Simmendinger;Martin Dressel;Ryota Endo;Tatsuya Watashige;Yousuke Hanaoka;Masaaki Shimozawa;Takahito Terashima;Takasada Shibauchi;Yuji Matsuda;Marc Scheffler
• 通讯作者: Marc Scheffler

Fine tuning of quantum criticality in heavy fermion superlattices CeRhIn5 /YbRhIn5

重费米子超晶格中量子临界性的微调 CeRhIn5 /YbRhIn5

• 发表时间: 2015
• 作者: Uwe S. Pracht;Julian Simmendinger;Martin Dressel;Ryota Endo;Tatsuya Watashige;Yousuke Hanaoka;Masaaki Shimozawa;Takahito Terashima;Takasada Shibauchi;Yuji Matsuda;and Marc Scheffler;Ryota Endo
• 通讯作者: Ryota Endo