空間反転対称性の人工制御による新奇超伝導状態の探索

通过空间反演对称性的人工控制寻找新的超导态

基本信息

批准号：
20654031
负责人：
芝内孝禎
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、空間反転対称性が破れている結晶構造を持つ重い電子系超伝導体において期待されている新奇超伝導状態に対する新しい切り口として、重い電子系の薄膜作製技術を用いて、前例のない手法により人工的に重い電子超伝導体の空間反転対称性を制御し、新奇超伝導状態が起こるかどうかの検証をおこなうことである。本年度の成果としては、昨年度に確立した薄膜成長装置であるMBEシステムのさらなる改良をおこない、1桁程度の高真空化を実現し、反強磁性体CeIn3と同じ結晶構造を持つ通常金属LaIn3の超格子構造の高品質化を達成した。CeIn3層の厚みの減少とともに反強磁性温度が低下し、CeIn3層の厚みが2単位格子程度で量子臨界点を示唆する非フェルミ液体的振る舞いを観測した。さらに磁場をかけることにより、この非フェルミ液体的振る舞いが通常の振る舞いに戻ることを明らかにした。この結果は、次元性という新しいチューニンバパラメータにより、反強磁性秩序を制御し、量子臨界点を実現できることを世界で初めて示すものである。結果をまとめたものがサイエンス誌に出版され、世界的に高く評価されている。さらに、この技術を用いて、CeCoIn5のエピタキシャル成長に世界で初めて成功し、バルク単結晶と同等な超伝導特性を示す薄膜を作製した。また、CeIn3と格子マッチングのよい絶縁体MgF2の超格子構造において、空間反転対称性が破れていることを明らかにしたこの系においては現時点ではエピタキシャル成長には至っていないが、今後の成膜条件の絞り込みによって空間反転対称性の破れた系のエピタキシャル超格子構造の創出が期待できる。

这项研究的目的是使用一种前所未有的技术来控制重型电子超导体的空间反演对称性，使用前所未有的技术作为一种新型的方法，用于新颖的超导状态，在重型电子超导体中，具有带有晶体结构的重型电子超导在具有空间反转逆转的晶体结构中，并且是损坏的，这是否是损坏的。今年的结果已进一步改善了MBE系统，MBE系统是去年建立的一种薄膜增长设备，达到了大约一个数量级的高真空，并实现了常规金属Lain3的高质量超晶格结构，该结构具有与抗fiferromagnetic Cein3相同的晶体结构。随着CEIN3层的厚度降低，抗铁磁温度降低，并且非纤维液体行为表明，观察到一个量子临界点的厚度约为两个单位细胞。进一步揭示了通过应用磁场，这种非Fermi液体行为恢复到正常行为。该结果是世界上第一个证明可以控制抗铁磁序的结果，并且可以使用称为维度的新调谐参数来实现量子临界点。该结果的摘要已在《科学》杂志上发表，并在全球范围内受到备受推崇。此外，使用这项技术，我们在世界上首次成功地展开了Cecoin5，并制作了一种薄膜，表现出与散装单晶相当的超导性特性。 Furthermore, in this system, which has revealed that the spatial inversion symmetry is broken in the superlattice structure of the insulator MgF2, which has good lattice matching with CeIn3, epitaxial growth has not been achieved at this time, but by narrowing down the film formation conditions in the future, it is expected that an epitaxial superlattice structure of a system with a spatial inversion symmetry will be created.

项目成果

期刊论文数量（0）

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专利数量（0）

Microwave Surface-Impedance Measurements of the Magnetic Penetration Depth in Single Crystal Bal-xKxFe2As2 Superconductors : Evidence for a Disorder-Dependent Superfluid Density

单晶 Bal-xKxFe2As2 超导体中磁穿透深度的微波表面阻抗测量：无序相关超流体密度的证据

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Phys.Rev.Lett. 102
影响因子：
0
作者：
K.Hashimoto;T.Shibauchi;S.Kasahara;K.Ikada;S.Tonegawa;T.Kato;R.Okazaki;C.J.van der Beek;M.Konczykowski;H.Takeya;K.Hirata;T.Terashima;Y.Matsuda
通讯作者：
Y.Matsuda

Evolution of the Fermi Surface of BaFe2(Asl-xPx)2 on Entering the Superconducting Dome

BaFe2(Asl-xPx)2进入超导穹顶时费米面的演化

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Phys.Rev.Lett. 104
影响因子：
0
作者：
H.Shishido;A.F.Bangura;A.I.Coldea;S.Tonegawa;K.Hashimoto;S.Kasahara;P.M.C.Rourke;H.Ikeda;T.Terashima;R.Settai;Y.Onuki;D.Vignolles;C.Proust;B.Vignolle;A.McCollam;Y.Matsuda;T.Shibauchi;A.Carrington
通讯作者：
A.Carrington

Tuning the Dimensionality of the Heavy Fermion Compound CeIn3