First observation of quantum oscillations in the ferromagnetic superconductor UCoGe

強磁性超伝導体UCoGeにおける量子振動の初観測

青木 大*; Sheikin, I.*; 松田 達磨; Taufour, V.*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*

Aoki, Dai*; Sheikin, I.*; Matsuda, Tatsuma; Taufour, V.*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*

強磁性超伝導体UCoGeの高純度単結晶育成に成功し、磁場34Tまでの磁気抵抗測定を行った。シュブニコフ-ドハース信号をウランの1-1-1化合物としては初めて観測した。大きなサイクロトロン有効質量25の小さなポケットフェルミ面に対応するシグナルを磁場22T以上において観測した。これはUCoGeが重い準粒子を伴う少数キャリアー系であることを示唆している。観測されたシグナルの振動数は、磁場の増加とともに減少する。このことは、フェルミ面の体積が非線形に変化していることを意味している。サイクロトロン有効質量も減少しており、これは電気抵抗の温度依存性における係数の減少と一致する振る舞いである。

We succeeded in growing high quality single crystals of the ferromagnetic superconductor UCoGe and measured the magnetoresistance at fields up to 34 T. The Shubnikov-de Haas signal was observed for the first time in a U-111 system (UTGe, UTSi, T: transition metal). A small pocket Fermi surface (1 kT) with large cyclotron effective mass 25 was detected at high fields above 22 T, implying that UCoGe is a low carrier system accompanied with heavy quasi-particles. The observed frequency decreases with increasing fields, indicating that the volume of detected Fermi surface changes nonlinearly with field. The cyclotron mass also decreases, which is consistent with the decrease of the coefficient of resistivity.