ウラン系強磁性超伝導体における超伝導発現機構の解明と新奇超伝導状態の探索

本年度は，圧力による磁気ゆらぎの制御を試みるため，UCoGeの静水圧力下における核四重極共鳴法（NQR）による研究を行った．UCoGeに静水圧力を加えていくと1 GPa程度の圧力で強磁性が消失する一方，超伝導は強磁性の臨界圧力で最大の転移温度を持ち，強磁性が消失した後も有限の転移温度を持つと報告されていたためである．圧力下における核スピン－格子緩和率1/T1の測定から、超伝導転移温度が最大になる強磁性臨界圧力近傍では大きな強磁性揺らぎが存在することを確かめた。加えて、遍歴強磁性体の臨界点近傍で期待される磁気揺らぎの性質を捕らえることにも成功した。理論的研究から、強磁性量子臨界点では、核スピン－格子緩和率1/T1はTの-1/3乗の温度依存性を持つことが知られていたが、実際その温度依存性を示す実験結果はなかった。今回UCoGeの強磁性の臨界圧力であるP = 1.33 GPaにおいて、1 K以下の低温域で1/T1～Tの-1/3乗の温度依存性が確かめられた。これは強磁性の臨界現象を理解する上で重要な結果である。本測定には、ピストンシリンダーを用いての加圧とそれを冷却する希釈冷凍機が必要となるため、加圧用の希釈冷凍機を新たに立ち上げ、実験を行った。また、UCoGeは、高磁場下で，CoサイトにUとは逆方向に磁化が誘起される可能性も指摘されていた。そこで、Coサイトの電子状態に敏感なCo核の核磁気共鳴法（ＮＭＲ）を用いて、高磁場下での磁性について研究を進めた。その結果、高磁場でも主な磁性の担い手はU-5f電子であることを明らかにした。

本年度は，圧力による磁気ゆらぎの制御を試みるため，UCoGeの静水圧力下における核四重極共鳴法（NQR）による研究を行った．UCoGeに静水圧力を加えていくと1 GPa程度の圧力で強磁性が消失する一方，超伝導は強磁性の臨界圧力で最大の転移温度を持ち，強磁性が消失した後も有限の転移温度を持つと報告されていたためである．圧力下における核スピン－格子緩和率1/T1の測定から、超伝導転移温度が最大になる強磁性臨界圧力近傍では大きな強磁性揺らぎが存在することを確かめた。加えて、遍歴強磁性体の臨界点近傍で期待される磁気揺らぎの性質を捕らえることにも成功した。理論的研究から、強磁性量子臨界点では、核スピン－格子緩和率1/T1はTの-1/3乗の温度依存性を持つことが知られていたが、実際その温度依存性を示す実験結果はなかった。今回UCoGeの強磁性の臨界圧力であるP = 1.33 GPaにおいて、1 K以下の低温域で1/T1～Tの-1/3乗の温度依存性が確かめられた。これは強磁性の臨界現象を理解する上で重要な結果である。本測定には、ピストンシリンダーを用いての加圧とそれを冷却する希釈冷凍機が必要となるため、加圧用の希釈冷凍機を新たに立ち上げ、実験を行った。また、UCoGeは、高磁場下で，CoサイトにUとは逆方向に磁化が誘起される可能性も指摘されていた。そこで、Coサイトの電子状態に敏感なCo核の核磁気共鳴法（ＮＭＲ）を用いて、高磁場下での磁性について研究を進めた。その結果、高磁場でも主な磁性の担い手はU-5f電子であることを明らかにした。