【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】15K17691 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

超低温物性 / 強相関電子系 / 超伝導 / 量子臨界性 / 超低温

【研究成果の概要】

本研究は極低温(～50 mK)まで行われている強相関電子系研究を超低温（～1 mK）まで拡張することを目的とした。その第一歩として超低温度領域で有効な測定手段を見出すために、重い電子系超伝導物質CeCoIn5の量子振動測定を行った。その結果、超低温領域で量子振動の振幅の減少と周波数の不連続変化を観測し、超伝導相と隣接する秩序相が存在することがわかった。CeCoIn5の超伝導状態は量子臨界点近傍にあるが、超伝導相と隣接する秩序相の存在の有無は長年の謎であった。全く予想外の本研究成果は、この物質における新しい相の発見にとどまらず、今後の超低温物性研究が非常に有望であることを示している。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】物性Ⅰ

【研究領域課題番号】25220707 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

光電子分光 / レーザー / 超電導 / 超低温 / 高分解能 / 極低温 / 超伝導 / 高性能レーザー / 強相関係電子系 / 低温物性 / 強相関電子系 / 軟X線レーザー / 超高分解能 / 真空紫外レーザー

【研究成果の概要】

世界の追随を許さない最低温度と最高分解能の未踏性能を持つヘリウム３クライオスタット搭載型の角度分解光電子分光装置を開発し、エキゾチック低温超伝導体の機構解明に取り組んだ。我々は、1K以下の試料部到達温度を達成し、また、光電子アナライザーとsCMOS型検知器システムを連動制御するソフトウェアを開発することで、高速フレームレート測定を可能とした。本研究により、世界で初めて、鉄系超伝導体がトポロジカル超伝導を示すことを実証した。更に、バルク超伝導体上に薄膜成長させたトポロジカル物質において、近接効果由来の超伝導ギャップがスピン偏極バンドに開く観察に成功した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2013-05-31 - 2018-03-31

【配分額】155,610千円 (直接経費: 119,700千円、間接経費: 35,910千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】19204036 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

超低温 / 超伝導 / 層状化合物 / 超伝導体 / 蜂の巣格子 / インターカレーション / 電子比熱係数 / 磁化率 / キャリア数制御 / 核磁気共鳴 / 層状超伝導体 / 少数キャリア / 電子格子相互作 / 同位体効果 / 上部臨界磁場 / クリーンリミット / 変調ドープ半導体 / 層間距離制御

【研究成果の概要】

金属原子と窒素原子が蜂の巣状に並び、さらにそれが層状に積み重なった構造を有する超伝導体において、電気伝導を担うキャリアの数や、蜂の巣格子面の面間隔を系統的に制御した一連の試料を作製し、超伝導転移温度やその他の物理的特性の、キャリア数に対する振る舞いを明らかにした。その結果、超伝導になるよりも高温では通常の金属とよく似た振る舞いを見せるが、その超伝導特性のうちのいくつかは、通常の超伝導体とは違った振る舞いを示すことがわかった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】35,490千円 (直接経費: 27,300千円、間接経費: 8,190千円)

【研究分野】固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)

【研究領域課題番号】08304025 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

核磁性 / 超低温 / 重い電子系 / 緩和時間 / CDW / 超伝導 / アルカリ金属

【研究成果の概要】

初年度に研究会を2度開催しそれによって幾つかの共同研究が行われた。特に阪大大貫教授の研究室で作製している高品質の結晶を使用して超低温領域での測定を行う共同研究が幾つか行われ大きな成果を挙げた。
CeRu_2Si_2;金沢大学:重い電子系の物質として知られるこの結晶は、これまで希釈冷凍機温度(〜数10mK)までの測定で非磁性の物質であることが知られていた。しかし試料依存性もありより低温までの測定は無かった。大貫研究室の高品質の単結晶試料を用いた約400μKまでの静磁化の測定がなされた。その結果試料に依存する不純物によると思われる磁化は約1Kまでで死んでしまい温度変化しなくなる。その後再び磁化は低温になるにつれて上昇する。その磁気モーメントの大きさは約0.02μ_Bと小さい。約400μKまで磁気的転移をしない。重い電子系でこのような超低温まで非磁性の物質は大変興味有る。今後さらに低温までの測定を計画中。
PrIn_3;東大物性研:hyperfine-enhanced核スピン系として知られるこの物質が約0.13mKで反強磁性に転移することを観測し、比熱および磁化測定からこの物質のスピン構造を推定した。
PrCu_6;大阪市大:hyperfine-enhanced核スピン系として知られる紺も物質の2.2mKでの核磁気秩序状態を詳細に測定し特異なドメイン構造を取っていることを明らかにした。核スピン系の実験室系での測定でドメイン構造の観測は初めてである。
その他の共同研究;筑波大学と金沢大学:Sc金属の核スピン構造を理論計算により求めた。
大阪市立大学と金沢大学:Sc金属の核スピン一格子緩和時間に関して実験的、理論的研究がなさらえた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1997

【配分額】12,200千円 (直接経費: 12,200千円)