Quantum Criticality and Unconventional Superconductivity in Heavy-fermion Artificial Superlattices

重费米子人工超晶格中的量子临界和非常规超导性

基本信息

批准号：
18J10553
负责人：
成塚政裕
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：
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

项目摘要

強相関電子系における長年の未解決問題である非従来型超伝導と磁性の関係を明らかにする目的で、d波超伝導体CeCoIn5と反強磁性体のCeRhIn5やCeIn3からなる重い電子系人工超格子を作製し、系統的な磁性層層数依存性・圧力依存性を調べた。これらの重い電子系人工超格子では、超伝導状態と反強磁性状態が空間的に分離した層に共存し、界面を介した相互結合によって元々のバルク物質とは大きく異なった超伝導特性や磁気特性実現する。準二次元的な反強磁性秩序を持つCeRhIn5を用いたCeCoIn5/CeRhIn5超格子では、圧力によりCeRhIn5層の反強磁性秩序を抑制すると、超伝導体のCeCoIn5層に注入された反強磁性量ゆらぎが、超伝導の電子対形成相互作用を強化することが明らからになった。一方で、三次元的な反強磁性秩序を持つCeIn3を用いたCeCoIn5/CeIn3超格子では、反強磁性ゆらぎは注入されているものの超伝導の電子対形成相互作用はほとんど影響を受けないことが明らかになった。これらの結果は、二次元的な反強磁性ゆらぎがCeCoIn5の超伝導の電子対形成に本質的に重要であることを対照的な実験によって示したものである。一方、走査トンネル顕微鏡分光測定による重い電子系原子層薄膜の直接観測においては、昨年のCeRhIn5薄膜における電子状態の直接観測以降、測定装置の大きなトラブルに見舞われた。現在は解決しており、CeCoIn5原子層薄膜を用いたヘテロ構造の作製にも成功している。研究遂行の見通しがついていることから今後の進展に期待したい。

为了阐明强相关电子系统中长期未解决的非常规超导与磁性之间的关系，我们构建了由d波超导体CeCoIn5和反铁磁体CeRhIn5和CeRhIn5组成的重电子系统的人工超结构。我们制作了一个网格并系统地研究了磁性层数的依赖性和压力依赖性。在这些重电子人造超晶格中，超导态和反铁磁态共存于空间分离的层中，通过界面的相互耦合导致了与原始块体材料截然不同的超导和磁特性的实现。在使用准二维反铁磁序的CeRhIn5的CeCoIn5/CeRhIn5超晶格中，当CeRhIn5层的反铁磁序受到压力抑制时，注入超导CeCoIn5层的反铁磁量发生变化，这增强了超导电子配对。互动。另一方面，在使用具有三维反铁磁序的CeIn3的CeCoIn5/CeIn3超晶格中，尽管注入了反铁磁涨落，但超导电子配对相互作用几乎不受影响。这些结果通过对比实验证明，二维反铁磁涨落对于 CeCoIn5 中的超导电子配对至关重要。另一方面，自去年直接观察CeRhIn5薄膜中的电子态以来，使用扫描隧道显微镜光谱法直接观察重电子基原子层薄膜在测量设备上遇到了重大麻烦。现在这个问题已经得到解决，并且使用CeCoIn5原子层薄膜的异质结构也已成功制造。我期待着未来的进展，因为研究预计将完成。

项目成果

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CeCoIn5/CeIn3超格子における反強磁性揺らぎの2次元超伝導への影響

反铁磁涨落对CeCoIn5/CeIn3超晶格二维超导性的影响

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村聡史;成塚政裕;笠原裕一;寺嶋孝仁;松田祐司
通讯作者：
松田祐司

Modification of magnetic fluctuations by interfacial interactions in artificially engineered heavy-fermion superlattices

通过人工设计的重费米子超晶格中的界面相互作用来改变磁涨落

DOI：
10.1103/physrevb.99.081115
发表时间：
2019
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Nakamine Genki;Yamanaka Takayoshi;Kitagawa Shunsaku;Naritsuka Masahiro;Ishii Tomohiro;Shibauchi Takasada;Terashima Takahito;Kasahara Yuichi;Matsuda Yuji;Ishida Kenji
通讯作者：
Ishida Kenji

FeSe双晶境界のエッジで見られる局所超伝導状態

在 FeSe 孪晶边界边缘观察到的局域超导态