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Extremely large and anisotropic upper critical field and the ferromagnetic instability in UCoGe

UCoGeにおける極めて大きな上部臨界磁場とその異方性及び強磁性不安定性

青木 大*; 松田 達磨; Taufour, V.*; Hassinger, E.*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*

Aoki, Dai*; Matsuda, Tatsuma; Taufour, V.*; Hassinger, E.*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*

高純度強磁性超伝導体UCoGeの単結晶を用い、詳細に磁場との角度を調節した磁気抵抗測定から、上部臨界磁場$$H_{rm c2}$$の異常な異方性を観測した。斜方晶における$$b$$軸方向の$$H_{rm c2}^b$$は、温度の降下とともに異常に増強され、S型の振る舞いとともに絶対零においてほぼ20Tにも達する。$$H_{rm c2}^a$$の温度依存性から、低温では30Tを超える値にも達する。一方、$$H_{rm c2}^c$$は、非常に小さく0.6T程である。通常の強磁性体とは異なり、キュリー温度は磁場の印加とともに減少し、$$b$$軸方向において伝導電子の有効質量の増強が観測される磁場において$$H_{rm c2}^b$$のS型の振る舞いが観測される。これらの結果は、磁場誘起の強磁性不安定性、もしくは磁気量子臨界性が超伝導状態を増強していることを示している。

Magnetoresistivity measurements with fine tuning of the field direction on high quality single crystals of the ferromagnetic superconductor UCoGe show anomalous anisotropy of the upper critical field $$H_{rm c2}$$. $$H_{rm c2}$$ for $$H||b$$-axis ($$H_{rm c2}^b$$) in the orthorhombic crystal structure is strongly enhanced with decreasing temperature with an S-shape and reaches nearly 20 T at 0 K. The temperature dependence of $$H_{rm c2}^a$$ shows upward curvature with a low temperature value exceeding 30 T, while $$H_{rm c2}^c$$ at 0K is very small ($$sim$$0.6 T).Contrary to conventional ferromagnets, the decrease of the Curie temperature with increasing field for $$H||$$$$b$$-axis marked by an enhancement of the effective mass of the conduction electrons appears to be the origin of the S-shaped $$H_{rm c2}^b$$ curve. These results indicate that the field-induced ferromagnetic instability or magnetic quantum criticality reinforces superconductivity.

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分野:Physics, Multidisciplinary

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