Beyond the Traditional Framework of Unconventional Superconductivity in Sr2RuO4

超越 Sr2RuO4 非常规超导的传统框架

• 批准号: 22H01168
• 负责人: 前野 悦輝
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Toyota Physical and Chemical Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01168/
• 关键词: ルテニウム酸化物; 非従来型超伝導; Sr2RuO4; カー効果; 核磁気共鳴

層状ルテニウム酸化物Sr2RuO4の超伝導が、これまでの分類での「非従来型」を超える枠組みである、「異なる原子軌道間の電子対形成」による可能性を判定・検証するための研究を進めた。●１.リフシッツ転移に伴う超伝導状態の変化：一軸性圧力を印加し、リフシッツ転移に対応する超伝導転移温度の増大と減少を観測した。超伝導対称性の決定的な情報を引き出すために、上部臨界磁場の面内異方性の変化を磁化率の測定から詳しく調べ始めた。●２．時間反転対称性破れ（TRSB）による超伝導2段転移の検証: ミュオンスピン回転の実験を新たに[110]一軸圧印加でも行い、2段転移を観測して論文発表した。2段転移をミュオン以外の手段で検証するため、NMR磁気緩和率1/T1の温度変化から、超伝導ギャップ構造の変化を敏感に検出する実験の準備を進めた。また、TRSBを直接検出する磁気光学カー効果（MOKE）の測定について、カリフォルニア大学アーバイン校(UCI)のグループにSr2RuO4とRu金属の共晶試料を送って共同研究を進めた。なお、京都大学でも低温までのKerr効果測定装置が稼働するようになり、一軸圧実験に取り組む準備ができた。さらに、準粒子トンネル効果により、TRSB相でのみ発生するゼロバイアス・コンダクタンスピークを柏谷（研究協力者）らと調べる実験準備を進めた。●３.NMRによる超伝導状態の判別： NMRナイトシフトから、新たな枠組みのスピン三重項・軌道間一重項の「擬スピン一重項」と、従来の「スピン一重項」d波との実験的判別に向けて、常圧でのNMRナイトシフトのデータ収集を進めた。これに関連して、上部臨界磁場付近でナイトシフトが分裂することを観測し、「スメクティック液晶のような空間並進対称性を破った超伝導」であるFFLO状態を発見して執筆を進めていた論文が、2022年4月にScienceに掲載された。

我们正在进行研究以确定和验证层状氧化钌Sr2RuO4的超导性是由于“不同原子轨道之间形成电子对”的可能性，这是一个超越“非常规”分类的框架。 ●1.与Lifshitz转变相关的超导状态的变化：我们施加单轴压力并观察到与Lifshitz转变相对应的超导转变温度的升高和降低。为了提取有关超导对称性的明确信息，我们开始通过测量磁化率来详细研究上临界磁场面内各向异性的变化。 ●2.时间反演对称性破缺（TRSB）引起的超导两步跃迁的验证：我们进行了一项新的μ子自旋旋转实验，也应用了[110]单轴压力，观察了两步跃迁，并发表了一篇论文。为了使用μ介子以外的手段验证两步跃迁，我们进行了实验准备，以通过NMR磁弛豫率1/T1的温度变化灵敏地检测超导间隙结构的变化。我们还进行了联合研究，将 Sr2RuO4 和 Ru 金属的共晶样品发送给加州大学欧文分校 (UCI) 的一个小组，以测量磁光克尔效应 (MOKE)，从而直接检测 TRSB。此外，京都大学的低温克尔效应测量装置已投入使用，单轴压力实验的准备工作正在进行中。此外，我们与柏屋（研究合作者）和同事一起准备了一项实验，以研究由于准粒子隧道效应而仅出现在TRSB相中的零偏置电导峰。 ●3.通过NMR辨别超导状态：基于NMR夜移，对自旋三重态/轨道间单重态“赝自旋单重态”和常规“自旋单重态”d波的新框架进行实验分析。为了确定这一点，我们着手收集NMR。常压下的夜班数据。与此相关，他观察到夜移在上临界磁场附近分裂，发现了FFLO状态，即“像近晶液晶一样打破空间平移对称性的超导性”，并继续撰写了这篇论文。于 2022 年 4 月发表在《科学》杂志上。

项目成果

サレルノ大学(イタリア)

萨莱诺大学（意大利）