対称性変化ダイナミクス観測にもとづく非従来型超伝導の解明

基于对称变化动力学观察阐明非常规超导性

基本信息

批准号：
18J10148
负责人：
中川紘一
金额：
$ 0.96万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10148/
关键词：
非従来型超伝導時間分解分光

项目摘要

本研究の目的は代表的な非従来型超伝導体である有機超伝導体の対称性変化ダイナミクス観測を実施し，対称性破れを伴う電子秩序形成の起源探索から非従来型超伝導解明への糸口を見出すことである．本年度では配列の異なる２種類の有機導体の系統測定からそれぞれ特徴的なダイナミクスを明らかにした．kappa型導体は化学圧力により電子相関を制御でき，反強磁性秩序絶縁体－超伝導体転移が誘起される．まず完全重水素置換の有機分子を含有する高品質結晶を測定した．その結果，電気抵抗の温度特性が絶縁体特性を示す一方，低温の対称性変化ダイナミクスが超伝導特性を示し，絶縁体－超伝導相分離状態と結論した．また相分離状態における超伝導揺らぎが示唆され，この性質は本手法により初めて明らかとなった．次に電子相関の強いモット絶縁体試料を測定し，モット－ハバードギャップに由来すると考えられる擬ギャップ温度特性を明らかにした．同時に超伝導応答の抑制が確認できた．以上の結果は電子相関のもたらす電子状態の違いを特徴づけ，非従来型超伝導解明の糸口を与える重要な成果である．次に化学圧力により電子相関，及び格子系の異方性の制御が期待できるtheta型有機導体の調査を実施した．theta型導体には超伝導体が含まれる．始めに長距離電荷秩序転移を示す試料を測定し，転移温度付近で対称性変化応答の顕著な変化を発見した．この特性は BCS型ギャップを仮定したモデルで再現されたが，有機導体への当該モデルの適用は初めて行われた．続いて電荷秩序転移を示さない試料を測定した．その結果，対称性応答が低温で減少する特異的な温度特性が明らかとなり，この特性は近年認識され始めた電荷ガラス状態の特徴に類似すると結論した．上記２種類の有機導体への適用を実現し，系統的調査にもとづく対称性変化ダイナミクスをそれぞれ明らかにした点で，観測手法の有用性が示された．

本研究的目的是观察有机超导体这种典型的非常规超导体的对称性变化动力学，探索伴随对称性破缺的电子有序形成的起源，为阐明非常规超导性寻找线索。。今年，我们通过系统测量阐明了两种不同排列的有机导体的特征动力学。在卡帕导体中，电子相关性可以通过化学压力控制，并引发反铁磁有序绝缘体-超导体转变。首先，我们测量了含有完全氘取代的有机分子的高质量晶体。结果，虽然电阻的温度特性表现出绝缘体特性，但低温下的对称性变化动力学表现出超导特性，并且得出结论，该状态是绝缘体-超导相分离状态。此外，还提出了相分离状态下的超导涨落，并首次通过该方法阐明了这一性质。接下来，我们测量了具有强电子相关性的莫特绝缘体样品，并阐明了赝能隙温度特性，该特性被认为源自莫特-哈伯德能隙。同时，证实了超导响应的抑制。上述结果是表征电子关联带来的电子态差异的重要结果，为阐明非常规超导性提供了线索。接下来，我们研究了 θ 型有机导体，其中电子相关性和晶格各向异性有望通过化学压力控制。 θ型导体包括超导体。首先，我们测量了一个表现出长程电荷有序转变的样品，并发现在转变温度附近对称性变化响应发生了显着变化。通过假设 BCS 型间隙的模型再现了该特性，但将该模型应用于有机导体尚属首次。接下来，我们测量了一个未表现出电荷顺序转变的样品。结果，揭示了对称性响应在低温下降低的独特温度特性，并且得出结论，该特性与最近开始认识到的带电玻璃态的特性相似。该观察方法的实用性在于，它适用于上述两种类型的有机导体，并通过系统研究阐明了每种有机导体的对称性变化动力学。