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NMR study of magnetic spin fluctuations in UTe$$_2$$

UTe$$_2$$におけるスピン揺らぎのNMR研究

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花*; 仲嶺 元輝*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; 本間 佳哉*; Li, D. X.*; 本多 史憲*; 青木 大*

Tokunaga, Yo; Sakai, Hironori; Kambe, Shinsaku; Hattori, Taisuke; Higa, Nonoka*; Nakamine, Genki*; Kitagawa, Shunsaku*; Ishida, Kenji*; Nakamura, Ai*; Shimizu, Yusei*; Homma, Yoshiya*; Li, D. X.*; Honda, Fuminori*; Aoki, Dai*

UTe$$_2$$の超伝導は2018年の11月末、米国のNISTおよびMaryland大のグループにより初めて報告された。超伝導転移温度は1.65Kとウラン系超伝導の中でも比較的高く、T=0における上部臨界磁場$$H_{c2}$$の値は全磁場方向でパウリ・リミットを超えている。$$H_{c2}$$の異方性は磁化の異方性と強く相関し、さらに強磁場実験からは、35T(H//b)にメタ磁性的な磁気転移が存在し、その近傍で超伝導が増強されるという、リエントラント的な振る舞いも報告されている。これらの振る舞いは明らかに強磁性超伝導体UCoGeやURhGeと酷似しているが、UTe$$_2$$では極低温まで静的な磁気秩序は確認されていない。本講演では単結晶試料を用いて行ったTe-NMR測定の結果について報告する。これまでの測定から、磁気ゆらぎが弱いイジング異方性を持つこと、また20K以下の低温で磁化容易軸であるa軸方向に強い磁気的なゆらぎが発達していることが明らかになっている。

Recently, Ran et al. reported evidence for superconductivity in the uranium-based heavy fermion material UTe$$_2$$, exhibiting the rather high transition temperature of 1.6 K. The ground state of UTe$$_2$$ is paramagnetic, not ferromagnetic. However, the compound still exhibits a very large and anisotropic upper critical field H$$_{c2}$$, exceeding the Pauli limit along the three principal axes, similar to the ferromagnetic superconductors, UCoGe and URhGe. Field-induced metamagnetic transition and re-entrant superconducting behaviour have been reported under strong magnetic fields around 35 T, when a magnetic field was applied along the orthorhombic hard-magnetization b-axis. In this study, we have performed Te-NMR measurements on a newly discovered heavy fermion superconductor UTe$$_2$$. Our NMR data confirm a moderate Ising anisotropy for both the static (K) and dynamical susceptibilities (1/$$T_1$$) in the paramagnetic state above about 20 K.

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