Exploring the spin-triplet superconducting state of UTe2 under pressure

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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。