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Experimental evidence for ferromagnetic spin-pairing superconductivity emerging in UGe$$_2$$; A $$^{73}$$Ge-nuclear-quadrupole-resonance study under pressure

UGe$$_2$$に出現した強磁性スピンの揺らぎによる超伝導の実験的検証; 高圧下$$^{73}$$Ge-NQR実験による研究

原田 敦之*; 川崎 慎司*; 椋田 秀和*; 北岡 良雄*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 伊藤 公平*; Haller, E. E.*; 播磨 尚朝*

Harada, Atsushi*; Kawasaki, Shinji*; Mukuda, Hidekazu*; Kitaoka, Yoshio*; Haga, Yoshinori; Yamamoto, Etsuji; Onuki, Yoshichika; Ito, Kohei*; Haller, E. E.*; Harima, Hisatomo*

本研究で、異なったタイプの超伝導オーダパラメータがUGe$$_2$$の強磁性相で実現していることが、圧力下$$^{73}$$Ge-核四重極共鳴実験を通して明らかにされた。核格子緩和時間(1/$$T$$$rm$_1$$)の測定から、超伝導状態ではアップスピンバンドはラインノードの超伝導ギャップが開いているものの、ダウンスピンバンドは超伝導ギャップが開かないことが明らかにされた。この実験結果は、強磁性的に配列したスピンを持つ2電子間に超伝導クーパー対が形成されるというモデルで説明されることが明らかとなった。本研究結果は強磁性状態下における一次相転移点近傍に存在する強磁性的スピンのゆらぎによって媒介される強磁性超伝導の研究に重要な示唆を与えるものである。

This paper reports that a different type of superconducting order parameter has been realized in the ferromagnetic states in UGe$$_2$$ via $$^{73}$$Ge-nuclear-quadrupole-resonance experiments performed under pressure. Measurements of the nuclear spin-lattice relaxation rate (1/$$T$$$rm$_1$$) have revealed an unconventional nature of superconductivity such that the up-spin band is gapped with line nodes, but the down-spin band remains gapless at the Fermi level. This result is consistent with that of a ferromagnetic spin-pairing model in which Cooper pairs are formed among ferromagnetically polarized electrons. The present experiment has shed light on the possible origin of ferromagnetic superconductivity, which is mediated by ferromagnetic spin-density fluctuations relevant to the first-order transition inside the ferromagnetic states.

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パーセンタイル:24.24

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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