圧力誘起重い電子系超伝導体の極低温高圧下NMR/NQR法による磁性と超伝導の研究

利用低温和高压 NMR/NQR 方法研究压力诱导重电子超导体的磁性和超导性

• 批准号: 03J03938
• 负责人: 川崎 慎司
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03938/
• 关键词: 重い電子系; 圧力誘起超伝導; 核磁気共鳴; 量子相転移; 一次相転移

本研究では、加圧によっ,て重い電子系の磁性と超伝導の相関、そして超伝導発現機構の解明をめざしている。また、重い電子系超伝導体CeIrIn_5の圧力下NQR測定によって、重い電子系化合物における新たな超伝導発現機構の存在を示唆する結果を得た。具体的な成果は以下の通り。1.重い電子系反強磁性圧力誘起超伝導体CeIn_3の圧力誘起反強磁性-常磁性転移が一次相転移であり、超伝導はその一次転移近傍で発現することを明らかにした。電気抵抗測定から強く示唆されていた量子臨界点の存在を否定する初めての結果を得た。この結果は、これまで量子臨界点近傍の強い磁気揺らぎによって誘起されていると考えられてきた重い電子系超伝導発現機構に、一次相転移という新たなキーワードを付与する重要な結果である。また、強磁性圧力誘起超伝導体UGe_2においても強磁性-常磁性転移が一次相転移であることを見出し、一次の磁気相転移が超伝導発現に果たす役割が、重い電子系において系統的に理解される可能性を示唆する。2.常圧でT_c=0.4 Kの超伝導体であるCeIrIn_5は、IrをRhで置換すると、負の圧力効果から、反強磁性秩序が誘起され、かつ超伝導転移温度(T_c)が上昇することが報告されており[1]、Ce115系における超伝導が磁気揺らぎによって誘起されていることが強く示唆される。一方CeIrIn_5を加圧する(磁性から遠ざける)ことでも超伝導転移温度は上昇する[2-4]。この時常伝導状態は、T_cが増大するにも関わらず、核磁気緩和率の温度依存性からフェルミ液体状態であることを見出した。つまり高圧下のCeIrIn_5の超伝導は磁気揺らぎとは異なる起源で誘起されていることがわかった。このことは、Ce115系、ひいては重い電子系超伝導体において、磁気揺らぎと、もう一つ異なる超伝導発現機構が存在するというこれまでにない新たな重要な知見を得た。[1] G.-q. Zheng, Phys.Rev.B 70,014511(2004). [2] T.Muramatsu et al.,Physica C 388-389,539(2003).[3] R.Borth et al.,Physica B 312-313,136(2002). [4] S.Kawasaki et al.,Phys.Rev.Lett. 94,037007(2005).

在这项研究中，目的是阐明电子系统的磁和超导与超导形成机制之间的相关性。此外，在重型电子超导体CEIRIN_5的压力下的NQR测量表明，在重型电子化合物中存在一种新的超导机制。具体结果如下。 1。压力诱导的抗磁力正常磁性转变CEIN_3是主要相位转变，并且超导性在其主要转移附近表达。这是否认存在量子临界点的第一个结果，这是通过电阻测量强烈建议的。该结果是给出一个新的关键字，称为重型电子超导机制的新关键字，这被认为是由于量子临界点附近的强磁波动所诱导的。此外，在重型电子系统中，即使在铁磁诱导超导量UGE_2中，初级磁相转变扮演的一级磁相转变的超导表达也表明了存在的可能性。 2。CEIRIN_5，在正常压力下T_C = 0.4 K的超导体被RH替换为RH，而负压效应会诱导抗磁性级别，并报告了超导温度（T_C）强烈建议在CE115系列中进行超导的[1]是由磁波动引起的。另一方面，即使按下CEIRIN_5（使其远离磁性），超导过渡温度也会升高。目前，正常的传导状态发现T_C增加了，但由于核磁化速率的温度依赖性，是费米液态。换句话说，发现在高压下ceirin_5的超导与磁波动不同。这获得了CE115系列的新重要知识，在重型电子超导体中，有磁波动和另一种不同的超导体机制。 [1] G.-Q. [4] S.Kawasaki等，Phys.Rev.Lett。

项目成果

New Superconducting and Magnetic Phases Emerge on the Magnetic Criticality in CeIn_3

CeIn_3 磁临界点出现新的超导相和磁相

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Phys.Soc.Jpn 73
• 作者: M.Ito;N.Tsuji;F.Itoh;H.Adachi;E.Arakawa;K.Namikawa;H.Nakao;Y.Murakami;Y.Taguchi;Y.Tokura;G.-Q.Zheng;橋爪 弘雄;G.-Q.Zheng;橋爪弘雄;S.Kawasaki
• 通讯作者: S.Kawasaki

Evidence for Uniform Coexistence of Ferromagnetism and Unconventional superconductivity in UGe_2 : A ^<73>Ge-NQR study under Pressure

UGe_2 中铁磁性和非常规超导性均匀共存的证据：压力下的 ^<73>Ge-NQR 研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan 74
• 作者: 丹羽;健;長谷川 正;丹羽 健;丹羽 健;L.Miyagi;H.Gotou;T.Ferroir;M.Hasegawa;M.Hasegawa;長谷川 正;丹羽 健;八木 健彦;長谷川 正;M. Hasegawa;Y.Sakemi;北岡良雄;原田 淳之;原田 淳之;原田 淳之;原田 淳之;小手川恒
• 通讯作者: 小手川恒

Phase diagram of antiferromagnetism and superconductivity in CeRhIn_5 : a study of ^<115>In-NQR under pressure

CeRhIn_5 中反铁磁性和超导性的相图：压力下 ^<115>In-NQR 的研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Physics and chemistry of solids (予定)
• 作者: 川崎慎司;川崎慎司;川崎慎司;川崎慎司
• 通讯作者: 川崎慎司

川崎慎司: "Magnetism and superconductivity near the quantum criticality in CeRhIn_5:^<115>In-NQR study under pressure"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (in press). (2004)

Shinji Kawasaki：“CeRhIn_5 中量子临界点附近的磁性和超导性：^<115>压力下的 In-NQR 研究”《磁性与磁性材料杂志》（2004 年出版）。