準2次元有機超伝導体の量子ゆらぎによる磁束格子融解転移

准二维有机超导体中量子涨落引起的磁通量晶格熔化转变

基本信息

批准号：
09740261
负责人：
佐々木孝彦
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740261/
关键词：
有機超伝導体量子磁束液体磁束格子融解転移

项目摘要

補助金交付最終年度である今年度は有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)@S22@E2Cu(NCS)@S22@E2の単結晶を継続的に育成し、出発原料の精製、再結晶を繰り返して行い、単結晶試料の品質をより向上させることができた。これらの単結晶を用いて、極低温度における量子ゆらぎによる磁束液体状態の存在を検証し、またその性質を明らかにするべく希釈冷凍機温度(1K以下50mKまで)での磁気トルク、電気伝導度測定を行い、以下のような結果を得た。1、磁気トルクの測定から不可逆曲線は高温領域での指数関数的振る舞から1K以下で温度に比例した振る舞いをし、その絶対零度への外挿値(4T)は平均場的上部臨界磁場(6T)よりもかなり低い磁場を示す。この事はこの磁場範囲(4・6T)では絶対零度においても有限の磁束液体状態が存在することを示している。この温度域では熱ゆらぎの寄与はほとんどないと考えられるので量子ゆらぎによる磁束液体、すなわち磁束量子液体状態が存在し、それを検証したものである。2、この状態での電気伝導度の測定を行い、予備的な結果としてT=0近傍の高磁場領域で抵抗の非単調的な振る舞いが観測された。これは理論的に予測されるT=0での超伝導ゆらぎが絶縁体的になった結果ではないかと考え、さらに実験を進めている。3、この系の磁束融解転移は1次相転移である考えられてきが実験的な検証はなされていなかった。微少ホール素子を使った局所磁化測定により1次転移に伴う磁化の不連続な振る舞いを見出し、その温度依存性などから確かに1次の磁束融解相転移が起こっていることを検証した。

在本财年，即资助的最后一年，我们将继续生长有机超导体κ-(BEDT-TTF)@S22@E2Cu(NCS)@S22@E2单晶，纯化起始材料，并使其重结晶。通过重复这个过程，我们能够进一步提高单晶样品的质量。使用这些单晶，我们验证了极低温度下由于量子涨落而存在的磁通量液态，并研究了稀释制冷机温度（1K至50mK）下的磁扭矩和电导率，以明确其特性。得到以下结果。 1、从磁扭矩的测量来看，不可逆曲线从高温区的指数行为转变为1K以下与温度成正比的行为，其外推至绝对零（4T）的值为平均场上临界磁场（ 6T）。这表明，在这个磁场范围（4.6T）内，即使在绝对零磁通的情况下，也存在有限的磁通量液态。由于认为在该温度范围内几乎没有热涨落的贡献，因此存在由量子涨落引起的磁通液态，即磁通量子液态，并且这一点得到了验证。 2. 我们测量了这种状态下的电导率，作为初步结果，我们观察到在 T=0 附近的高磁场区域中电阻的非单调行为。我们认为这是理论预测的 T=0 时超导涨落变成绝缘体的结果，我们正在继续进行进一步的实验。 3. 该体系中的磁通熔化转变曾被认为是一级相变，但这尚未得到实验验证。通过使用微型霍尔元件测量局部磁化强度，我们发现了与一级转变相关的磁化强度的不连续行为，并从其温度依赖性验证了一级磁通熔化相变确实发生了。