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Kim, H.*; Lin, S.-Z.*; Graf, M.*; 宮田 佳典*; 永井 佑紀; 加藤 岳生*; 長谷川 幸雄*
Physical Review Letters, 117(11), p.116802_1 - 116802_5, 2016/09
被引用回数:21 パーセンタイル:75.17(Physics, Multidisciplinary)近年、物質の表面や界面に原子層数層程度の金属的電子伝導領域を作成しコントロールすることが可能となり、それらを用いた革新的デバイス作製へ向けて世界中で盛んに研究が行われている。特に、Si基盤上に再構成されたSi(111)表面(SiC)は、様々な原子層を載せることで電気抵抗ゼロを示すなど多彩な物性を示す。本論文では、このSiCの原子層のステップ状構造における電気伝導率を測定するための手法を開発したことを報告する。その際、PbのナノアイランドをSiC上に載せ低温で超伝導化させてその超伝導近接効果を走査型トンネル顕微鏡を用いて調べた。なお、上記課題の解決にあたり、走査型トンネル顕微鏡によって得られた測定データと超伝導近接効果を記述する理論計算を比較することで、原子層のステップ状構造の電気伝導率を決めることができた。これらの結果は、界面や表面を利用したデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。
Bauer, E. D.*; Yang, Y.-F.*; Capan, C.*; Urbano, R. R.*; Miclea, C. F.*; 酒井 宏典; Ronning, F.*; Graf, M. J.*; Balatsky, A. V.*; Movshovich, R.*; et al.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(17), p.6857 - 6861, 2011/04
被引用回数:36 パーセンタイル:82.17(Multidisciplinary Sciences)強相関電子系CeCoIn
を例に、不均一な電子状態を例示する。熱力学的物理量と核四重極共鳴測定とを組合せて超伝導状態を解析した。非磁性不純物(Y, La, Yb, Th, Hg, Sn)の置換によって、Kondo格子の不完全性に由来する『スイスチーズ』様の不均一な電子状態を作り出すことにより、局所的に超伝導を抑制できる。一般近藤格子における物理を理解するには、この不均一な電子状態を考察する必要がある。
大石 一城; Heffner, R. H.; 伊藤 孝; 髭本 亘; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Graf, M. J.*; Zhu, J.-X.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 403(5-9), p.1013 - 1014, 2008/04
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Physics, Condensed Matter)PuCoGaは
Kの超伝導体として知られている。本系の特徴として、Puの崩壊により自発的に試料内に欠陥を作成する自己照射効果のため、超伝導転移温度が経時変化とともに減少することが報告されている。われわれは試料作成から25日及び400日経過した同一単結晶試料を用いて
SR実験を行い、磁場侵入長
(1/
,
は超伝導電流密度)の温度依存性を観測した。その結果、作成後25日の試料に比べ、約400日経った試料では自己照射効果により
は約20%減少した一方で、超伝導電流密度
は約70%も減少することがわかった。不純物による
の減少を予測したAbrikosov-Gorkov(AG)理論によれば、
が70%減少した場合、
は約50%減少することが期待されるが、PuCoGa
では
の減少は20%に抑制された。Franzらによれば、この
の抑制はコヒーレンス長
が不純物間距離に比べ短い場合に生じることが理論的に予測されている。このモデルを用いて
の温度依存性を計算した結果、実験結果を非常によく再現することから、PuCoGa
では
nmと短いコヒーレンス長がこの
の抑制に寄与していると考えられる。
大石 一城; Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Graf, M. J.*; Zhu, J.-X.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; et al.
Physical Review B, 76(6), p.064504_1 - 064504_10, 2007/08
被引用回数:13 パーセンタイル:51.60(Materials Science, Multidisciplinary)We have measured the temperature dependence and magnitude of the superfluid density via the magnetic field penetration depth
in PuCoGa
using the muon spin rotation technique in order to investigate the symmetry of the order parameter, and to study the effects of aging on the superconducting properties of a radioactive material. The same single crystals were measured after 25 days (
K) and 400 days (
K) of aging at room temperature. The temperature dependence of the superfluid density is well described in both materials by a model using
-wave gap symmetry. Within the context of a strong-coupling, dirty
-wave model, a zero-temperature gap value
is obtained in the fresh sample for a scattering rate
, which is consistent with Abrikosov-Gor'kov (AG) pair-breaking theory. In the aged sample the same model yields
for
. This value of
is much less than required by the AG pair-breaking formalism. Furthermore, the aged
is reduced by at least 70% compared to the fresh sample, which is also incompatible with
20%, according to AG theory. We conclude that the data in aged PuCoGa
support the postulate that the scattering from radiation-induced defects is not in the limit of the AG theory of an order parameter which is spatially averaged over impurity sites, but rather in the limit of short-coherence-length superconductivity.
Heffner, R. H.; 大石 一城; 髭本 亘; 伊藤 孝; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Graf, M. J.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; et al.
no journal, ,
PuCoGa超伝導体はPu化合物で初めて超伝導転移する物質として知られている。この超伝導体のユニークな特徴として
Puは半減期24000年で
崩壊し、試料内に自発的に欠陥を作る点が挙げられる。この自己照射が超伝導に及ぼす影響を調べるため、同一の単結晶試料で作成後25日及び400日経過したものを用いて磁場侵入長の温度依存性を測定した。その結果、作成後25日の試料に比べ、約400日経った試料では自己照射効果によりTcは約20%減少した一方で、緩和率
(
超伝導電流密度
)は約70%も減少することがわかった。不純物による
の減少を予測したAbrikosov-Gorkov理論によれば、
が70%減少した場合、
は約50%減少することが期待されるが、これに反しPuCoGa
では
の減少は20%に抑制された。Franzらによれば、この
の抑制はコヒーレンス長
が不純物間距離に比べ短い場合に生じることが理論的に予測されている。
数
のYBa
Cu
O
7薄膜にHeを照射した試料では、
が70%減少したのに対し
の減少は15-20%に抑制される結果が報告されている。これらの結果を踏まえると、PuCoGa
においても
2nmと短いコヒーレンス長がこの
の抑制に寄与していると示唆される。