スピン三重項超伝導候補物質の核磁気共鳴による研究

自旋三重态超导候选材料的核磁共振研究

基本信息

批准号：
17J05509
负责人：
真砂全宏
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

強磁性超伝導体UCoGeに対して，圧力によって強磁性が抑制され，強磁性揺らぎが変化する様子が核四重極共鳴により明らかとなった．この揺らぎと超伝導転移温度の圧力依存性がよく一致しており，当初の目的の通り，この系で強磁性揺らぎが超伝導を引き起こしていることが明確となった．超伝導引力機構が特定される系は，非従来型超伝導では例が少なく，この物質が超伝導の研究において極めて重要であることがわかる．また，この測定では強磁性の量子相転移が一次であることも明らかになった．遍歴強磁性の低温における振る舞いはいまだに謎が多く理解の途上にあるが，今回の研究成果は理論で指摘されているように低温で強磁性転移が一次相転移に切り替わることを支持する．強磁性が消失した圧力領域で磁場を印加して核磁気共鳴測定を行い，UCoGeの超伝導対称性がスピン三重項である可能性が高いことが微視的に明らかとなった．超伝導状態におけるスペクトルの線幅の増大が観測され，これはスピン磁化率が超伝導で異常を示すことを示唆する．スピン三重項超伝導は希少であり，今回の結果はこの超伝導対称性をより深く理解するうえで意義深いといえる．UCoGeは圧力に加えて特定の方向の磁場によっても強磁性が抑制されることが知られているが，本研究では当初の計画通り高い磁場を印加してその抑制の振る舞いを核磁気共鳴から詳細に調べた．その結果，ある磁場強度で強磁性揺らぎが極大となり，それが超伝導の磁場による増強に密接に関係してることが裏付けられた．さらに揺らぎの異方性を磁場下では初めて測定し，磁場下であっても磁化容易軸方向に揺らぎが大きいという異方性を持つことが明らかとなった．この磁気異方性は関連物質であるURhGeとは明確に異なり，両物質の超伝導引力機構の詳細な理解につながると期待される．

核四极的共振表明，铁磁特性被压力抑制，铁磁波动的变化在铁磁超导体Ucoge中的变化。这种波动和超导性转变温度的压力依赖性非常吻合，并且正如最初的意图一样，很明显，铁磁波动会导致该系统中的超导性。在非规定的超导性中，很少有系统可以鉴定出超导有吸引力的机制，并且可以看出，这种材料在研究超导性方面非常重要。该测量还表明，铁磁量子相变是线性的。尽管在低温下仍然有许多谜团和对千分之磁性能的行为的理解，但正如理论上指出的那样，这项研究的结果支持以下事实：铁磁过渡变为低温下的一阶相变。核磁共振测量是通过在铁磁消失的压力区域中施加磁场来进行的，并且在显微镜下揭示了Ucoge的超导对称性很可能是一个自旋三胞胎。观察到超导状态下光谱线宽的增加，这表明自旋敏感性在超导性中是异常的。自旋三胞胎超导性很少见，目前的结果对于更深入地理解这种超导性对称性是有意义的。众所周知，在特定方向上的压力和磁场可以抑制铁磁性，但是在这项研究中，按照最初计划应用高磁场，并使用核磁共振详细检查了这种抑制的行为。结果，铁磁波动成为一定磁场强度下的最大值，并证实这与由于磁场引起的超导性的增强密切相关。此外，在磁场下首次测量了波动的各向异性，并且发现即使在磁场下，波动也很大。这种磁各向异性与相关材料URHGE显然不同，预计将对两种材料的超导有吸引力的机制有详细的了解。