Exploring the spin-triplet superconducting state of UTe2 under pressure

探索压力下UTe2的自旋三重态超导态

• 批准号: 22K03516
• 负责人: 本多 史憲
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03516/
• 关键词: アクチノイド化合物; 高圧下物性; 超伝導; 圧力誘起構造相転移; スピン三重項超伝導; 圧力下物性; ウラン化合物; 重い電子系; 新物質・新物性探索

UTe2は強磁性相関が強く常圧下において発現する超伝導はスピン三重項状態であると考えられている。直方晶のb軸方向に磁場によって増強される超伝導や磁場誘起超伝導相、圧力下で現れる超伝導多重相と磁気秩序などエキゾチックな物性が次々と発見されており、大きな注目を集めている。本研究では、実験と理論から盛んに研究が行われているスピン三重項超伝導体UTe2の超伝導多重相の秩序変数、圧力誘起磁気秩序に加え、圧力下の結晶構造相転移、新しい圧力誘起相などを明らかにすることを目的としている。今年度の主な研究実績とその概要は以下の通りである.１．当初UTe2は気相成長法により作成していたが、NaClとKClを用いたフラックス法による試料育成がより有効であることがわかり、UTe2の純良単結晶育成に成功した。２．SQUID素子を用いた磁化測定装置で使用する小型圧力セルを改良し加圧テストを行った。UTe2は0.3 GPa以上で超伝導多重相を示し、2 GPa以上で圧力誘起磁気秩序が発現する。これらを磁気特性から明らかにするための圧力セルを製作している。３．UTe2の高圧下におけるx線回折実験を行い圧力下で構造相転移が起こることを明らかにした。常圧では空間群Immmの直方晶であるUTe2が室温で圧力をかけていくと約3 GPa以上で空間群I4/mmmの正方晶に結晶構造相転移することがわかった。４．UTe2の高圧下における電気抵抗測定から、3 GPa以上の高圧下で約230 Kの新しい相転移とTSC=2Kの圧力誘起超伝導が出現することを明らかにした。これは圧力誘起構造相転移にともない電子状態が大きく変化したことを示唆している。

UTe2 ferromagnetic correlation occurs under normal pressure. The magnetic field in the b-axis direction of a rectangular crystal increases in intensity, and the magnetic field induces the superconduction phase. The superconduction multiphase appears under pressure. The magnetic field order increases in intensity, and the physical properties increase in intensity. The magnetic field induces the superconduction phase. In this paper, we study the order transformation, pressure induced magnetic order transformation, crystal structure phase shift under pressure induced phase transformation and new pressure induced phase transformation of ternary superconductors UTe2. This year's main research results are summarized as follows: 1. UTe2 phase growth method is used to prepare samples, NaCl and KCl are used to prepare samples, and UTe2 pure crystallization method is successful. 2. The SQUID element is used in the magnetization measurement device. The compact pressure measurement device is improved and the pressure measurement device is operated. UTe2 can display multiple phases of ultrasound conduction above 0.3 GPa, and induce magnetic order with pressure above 2 GPa. The magnetic properties of the magnetic field are different from those of the magnetic field. 3. UTe2 under high pressure, X-ray retroflexion, structural phase shift under high pressure, structural phase shift, structural phase shift, structural phase shift, The temperature of the cubic crystal of space group Immm is about 3 GPa. 4. The electrical resistance measurement of UTe2 under high pressure, the new phase shift of about 230 K under high pressure above 3 GPa, and the pressure-induced superconductivity of TSC= 2 K appear in this paper. The electronic state of the structure is greatly changed due to the change of pressure.

项目成果

Superconductivity in Noncentrosymmetric LaNiZn Single Crystal

非中心对称 LaNiZn 单晶的超导性

• DOI: 10.7566/jpsj.92.043703
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Arvind Maurya;Hisatomo Harima;Fuminori Honda;Yusei Shimizu;Yoshiki J. Sato;Ai Nakamura;Dexin Li;Yoshiya Homma;and Dai Aoki
• 通讯作者: and Dai Aoki

Single-Crystal Growth and Fermi Surface Properties of LaPd2Si2: Comparison with Pressure-Induced Heavy-Fermion Superconductor CePd2Si2

LaPd2Si2 的单晶生长和费米表面性质：与压力诱导重费米子超导体 CePd2Si2 的比较

• DOI: 10.7566/jpsj.91.114708
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Sato Yoshiki J.;Honda Fuminori;Jiri Pospisil;Nakamura Ai;Valiska Michal;Shimizu Yusei;Maurya Arvind;Homma Yoshiya;Li Dexin;Sechovsky Vladimir;Harima Hisatomo;Aoki Dai
• 通讯作者: Aoki Dai

Pressure-induced structural transition and new superconducting phase in UTe2

UTe2 中压力引起的结构转变和新超导相

• 发表时间: 2022
• 作者: Sato Yoshiki J.;Honda Fuminori;Jiri Pospisil;Nakamura Ai;Valiska Michal;Shimizu Yusei;Maurya Arvind;Homma Yoshiya;Li Dexin;Sechovsky Vladimir;Harima Hisatomo;Aoki Dai;Fuminori Honda
• 通讯作者: Fuminori Honda

Limits of 5f magnetism and 5f-based superconductivity probed by high pressures

通过高压探测 5f 磁性和基于 5f 的超导性的极限

• 发表时间: 2022
• 作者: Sato Yoshiki J.;Honda Fuminori;Jiri Pospisil;Nakamura Ai;Valiska Michal;Shimizu Yusei;Maurya Arvind;Homma Yoshiya;Li Dexin;Sechovsky Vladimir;Harima Hisatomo;Aoki Dai;Fuminori Honda;Fuminori Honda;Fuminori Honda
• 通讯作者: Fuminori Honda

Magnetovolume Effect on the First-Order Metamagnetic Transition in UTe2

UTe2 中一阶变磁转变的磁体积效应

• DOI: 10.7566/jpsj.91.063703
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Miyake Atsushi;Gen Masaki;Ikeda Akihiko;Miyake Kazumasa;Shimizu Yusei;Sato Yoshiki J.;Li Dexin;Nakamura Ai;Homma Yoshiya;Honda Fuminori;Flouquet Jacques;Tokunaga Masashi;Aoki Dai
• 通讯作者: Aoki Dai