UTeにおける異常ボルテックス状態

Anomalous vortex state in UTe

常盤 欣文  ; Opletal, P.  ; 酒井 宏典   ; 山本 悦嗣  ; 神戸 振作  ; 徳永 陽  ; 芳賀 芳範   ; 木俣 基*; 淡路 智*; 佐々木 孝彦*; 柳瀬 陽一*

Tokiwa, Yoshifumi; Opletal, P.; Sakai, Hironori; Yamamoto, Etsuji; Kambe, Shinsaku; Tokunaga, Yo; Haga, Yoshinori; Kimata, Motoi*; Awaji, Satoshi*; Sasaki, Takahiko*; Yanase, Yoichi*

非従来型超伝導ではボルテックスが格子を組まず揺らいでいる液体状態を示す場合がある。ピン止めが強い場合にはボルテックスが動かないため、このような異常状態の形成には純良な結晶が必須となる。最近、溶融塩フラックスを用いたスピン三重項超伝導体UTeの純良単結晶の育成が報告された。本研究では、そのような純良単結晶を用いたUTeのボルテックスに関する研究を報告する。その結果、15T以上22T以下の磁場領域で、臨界電流が温度依存性において極大を持ち、超伝導状態の奥深くの低温において臨界電流の低い島状の磁場温度領域が観測された。通常、臨界電流は温度が下がるにつれて単調に増加するため、このような振舞は異常である。この島状の領域は、最近報告された中間磁場超伝導相の領域と一致している。これは、中間磁場超伝導相で、ピニング力が弱くなり臨界電流が低下していることを示している。本研究は、間接的ではあるが、中間磁場超伝導相の形成を支持する結果である。また、発表では中間磁場超伝導相でのピニング力低下の起源として分数量子ボルテックス状態の形成などを議論する。

In unconventional superconductors, there are cases of vortex liquid-like state. When the pinning is strong, vortices do not move, and thus, the formation of such abnormal states requires pure and pristine crystals. Recently, the growth of pure single crystals of the spin-triplet superconductor UTe using a molten salt flux has been reported. In this study, we report research on vortices in UTe using such pure single crystals. As a result, in the magnetic field range of 15 T to 22 T, the critical current showed a maximum in temperature dependence, and a low-temperature region with a low critical current was observed deep in the superconducting state. This low critical current region matches the recently reported intermediate field superconducting phase. This suggests a weakening of the pinning force and a decrease in the critical current in the intermediate field superconducting phase.