有機導体が示す新奇超伝導相の微視的測定手段による研究

使用显微测量方法研究有机导体表现出的新型超导相

基本信息

批准号：
16J06398
负责人：
小林拓矢
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J06398/
关键词：
有機伝導体強相関電子系核磁気共鳴磁性超伝導

项目摘要

FFLO超伝導状態が議論されている、非従来型の有機超伝導体λ-(BETS)2GaCl4について研究を行ってきた。これまでに13C置換したBETS分子の合成を行い、1.5K以上の常磁性相における電子状態を13C-NMR測定により明らかにしてきた。60 K以上においては隣接した反強磁性相に由来した磁気ゆらぎ、10 K以下においてはスピン密度波相に由来した磁気ゆらぎの存在を示唆する結果を得た。今年度は超伝導ギャップの対称性を微視的な観点から明らかにするために、Heポンピングで到達可能な1.5 K以上の超伝導相において13C-NMR測定を実施した。その結果ナイトシフトが超伝導転移温度以下で減少し、超伝導のクーパー対がシングレットであることを明らかにした。さらにスピン－格子緩和時間測定からは超伝導ギャップにノードを持つことを明らかにした。これらの結果は超伝導ギャップがd波の対称性を持っていることを示唆している。今後は希釈冷凍機を用いてより低温まで測定していく予定である。低温まで測定することで、低励起のギャップ構造を捉えることができ、超伝導ギャップの対称性に関して明確な情報を得ることができる。さらに当初の実験計画では予定していなかった、アニオンのGaCl4に着目した69Ga-NMR実験も行った。一般的に有機伝導体においては、強い2次元性のためアニオン位置にある核種は緩和時間が非常に長くNMR実験を行うことが困難であり、絶縁層の働きを調べた例はほとんどない。本研究によりGaサイトでNMR実験が可能であることを見出し、詳細な実験を行った。その結果、100K以下において13C-NMR測定で観測されたものと同様の電子状態が観測された。これは絶縁層にあるGa核が伝導層であるBETS分子のπ電子と結合していることを示し、有機伝導体における伝導面間のコヒーレンス性を議論する上で有益な情報である。

我们一直在研究非惯性有机超导体λ-（BETS）2GACL4，其中正在讨论FFLO超导状态。到目前为止，已经合成了13C取代的BETS分子，并且通过13C-NMR测量值揭示了顺磁性相位的电子状态。结果表明，在60 K或更高的情况下，源自相邻的抗铁磁相的磁波动，并且发现了从10 K或更少的旋转密度波阶段得出的磁波动。为了从微观角度阐明超导间隙的对称性，在1.5 K或更高的超导阶段进行了13C-NMR测量，他可以通过泵送来达到。结果，NIT偏移降低到超导过渡温度以下，这表明库珀对是一个单线。此外，自旋晶格松弛时间测量结果表明，超导间隙中有一个节点。这些结果表明，超导间隙具有D波对称性。将来，我们计划使用稀释的冰箱测量温度至较低的温度。通过测量低温，可以以低的激发来捕获间隙结构，并且可以获得有关超导间隙的对称性的清晰信息。此外，我们还进行了一个69GA-NMR实验，重点是阴离子GaCl4，该实验在原始实验计划中没有计划。通常，由于有机导体的二维性，很难用核素在阴离子位置进行长时间的松弛时间进行NMR实验，而且很少有人研究了绝缘层的功能。这项研究发现，在GA位点可以进行NMR实验，并进行了详细的实验。结果，在100k或更少的情况下观察到了13C-NMR测量所观察到的相同的电子状态。这表明绝缘层中的GA核与BETS分子的π电子键合，这是导电层，并且是讨论有机导体导电表面之间相干性的有用信息。