ミュオンスピン回転法を用いた超伝導の対称性の研究

利用μ子自旋旋转方法研究超导对称性

• 批准号: 05J03063
• 负责人: 黒岩 壮吾
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J03063/
• 关键词: ケイ素化合物; 超伝導発現機構; 長周期構造; 非弾性X線散乱; 角度分解光電子分光; μSR; 第一原理計算; ラマン散乱; トンネル分光; 超伝導; 結晶構造; μSR測定; 超伝導対称性

本年度は昨年度に引き続きMgB_2型超伝導体CaAlSiにおける長周期構造と各種物性との相関関係を調べ、超伝導発現機構を解明する事を目的とし以下に示す様々な実験及び理論計算を行った。1、角度分解光電子分光測定から本系のバルクな超伝導ギャップはその超構造の周期性に関わらず、ブリルアンゾーン端であるM点近傍で開いている事が判明した。さらに第一原理バンド計算からは長周期構造の導入によりM点近傍のフェルミ面が三次元から二次元構造へと変化する事が分かっている。両者の結果を照らし合わせる事で、本系CaAlSiの長周期構造の有無による磁気応答の異方性の差異を説明するに至っている。2、本系における超伝導発現機構を明らかにするため、低温(〜10K)から室温までの広い温度領域において非弾性X線散乱実験を行った。その結果、超伝導発現機構に関連する低エネルギーフォノンモードが低温でソフト化する事が判明し、そのフォノンに対する電子格子相互作用を考慮する事で、CaAlSiの超伝導転移温度を再現できることが分かった。つまりMgB_2では高エネルギーの面内振動フォノンが超伝導発現の起源であるのに対し、CaAlSiはソフトフォノンによって誘起された超伝導体であるという事が言える。3、超伝導ギャップの構造及びサイズに関してはトンネル分光測定、角度分解比熱測定、μSR測定及び角度分解光電子分光測定から多角的に概観した。結果として長周期構造の導入による対相関の増強は、それらペアリングが起きている電子バンドの次元性が大きく関与しており、長周期構造の有無と電子格子相互作用定数との相関関係が明らかとなった。以上の事から本系における長周期構造とその背後にある超伝導機構の全容はほぼ解明され、MgB_2との比較対象物質として確立したと言える。

This year, following on from last year, we investigated the correlation between the long-period structure and various physical properties of the MgB_2 superconductor CaAlSi, and conducted various experiments and theoretical calculations as follows: 1. Angle-resolved photoelectron spectroscopy revealed that the bulk superconducting gap of this system is open near point M, the end of the Brillouin zone, regardless of the periodicity of its上部结构。此外，第一原理带计算表明，M点附近的费米表面通过引入长期的周期性结构，从三维结构从三维结构变为二维结构。通过比较这两者的结果，我们已经解释了由于存在或不存在凯尔斯系统的长周期结构而导致的磁反应中各向异性的差异。 2。为了阐明该系统中超导性表达的机制，在从低温（〜10K）到室温的宽温度范围内进行了非弹性X射线散射实验。结果，发现与超导性表达机制相关的低能声子模式在低温下被软化，并且通过考虑到与声子的电子晶格相互作用，可以再现CAALSI的超导过渡温度。换句话说，在MGB_2中，高能量内振荡的声子是超导性的起源，而Caalsi是由软声子诱导的超导体。 3。超导间隙的结构和大小是从隧道光谱，角度分辨特异性热测量，μSR测量和角度分辨光电学光谱的多个角度查看的。结果，通过引入长周期结构来增强配对相关性的增强与发生配对发生的电子条带的维度相关，并且已经揭示了长期循环结构与不存在的长周期结构与电子晶格相互作用常数之间的相关性。从以上，该系统的较长周期性结构以及其背后的整个超导机制几乎被阐明了，可以说它已被确定为具有MGB_2的比较物质。

项目成果

Vortex Lattice Symmetry in Hexagonal Superconductor CaAlSi probed by Small Angle Neutron Scattering

小角中子散射探测六方超导体CaAlSi中的涡晶格对称性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Physics and Chemistry of Solid 68
• 作者: 中村道子;下田 親;中村太郎;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa
• 通讯作者: S. Kuroiwa

Possible weak magnetism in MB_6 (M : Ca, Ba) probed by muon spin relaxation and muon level-crossing resonance

通过μ子自旋弛豫和μ子水平交叉共振探测MB_6（M：Ca，Ba）中可能的弱磁性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Science and Technology of Advanced Materials 7
• 作者: H.Ichida;T.Shimomura;K.Mizoguchi;D.Kim;Y.Kanematsu;M.Nakayama;S.Kuroiwa
• 通讯作者: S.Kuroiwa

Correlation between stacking sequence and electronic state in CaAlSi and NaAlSi

CaAlSi和NaAlSi中堆积顺序与电子态的相关性

• 发表时间: 2008
• 作者: 中村道子;下田 親;中村太郎;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S.Kuroiwa et al.;S.Kuroiwa;S.Kuroiwa;S.Kuroiwa;黒岩 壮吾;黒岩 壮吾
• 通讯作者: 黒岩 壮吾

Magnetic and superconducting phase diagram in oxybromite cuprate Ca_<2-x>Na_xCuO_2Br_2

氧溴酸盐铜酸盐Ca_<2-x>Na_xCuO_2Br_2的磁性和超导相图

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica B : Condensed Matter 374-375
• 作者: 中村道子;下田 親;中村太郎;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S. Kuroiwa;S.Kuroiwa et al.;S.Kuroiwa
• 通讯作者: S.Kuroiwa

Multigap Superconductivity in La_2C_3 and Y_2C_3

La_2C_3 和 Y_2C_3 中的多能隙超导

• 发表时间: 2008
• 期刊: Physical Review Letters(American Physical Society) 100
• 作者: 中村道子;下田 親;中村太郎;S. Kuroiwa
• 通讯作者: S. Kuroiwa