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徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; Opletal, P.; 常盤 欣文; 芳賀 芳範; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 青木 大*; Knebel, G.*; et al.
Physical Review Letters, 131(22), p.226503_1 - 226503_7, 2023/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)Our measurements of 
Te NMR relaxations reveal an enhancement of electronic spin fluctuations above 
~T, leading to their divergence in the vicinity of the metamagnetic transition at 
~T, below which field-reinforced superconductivity appears when a magnetic field (
) is applied along the crystallographic 
axis. The NMR data evidence that these fluctuations are dominantly longitudinal, providing a key to understanding the peculiar superconducting phase diagram in 
, where such fluctuations enhance the pairing interactions.
金城 克樹*; 藤林 裕己*; 松村 拓輝*; 堀 文哉*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 仲村 愛*; et al.
Science Advances (Internet), 9(30), p.2736_1 - 2736_6, 2023/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Multidisciplinary Sciences)Superconducting (SC) state has spin and orbital degrees of freedom, and spin-triplet superconductivity shows multiple SC phases because of the presence of these degrees of freedom. However, the observation of spin-direction rotation occurring inside the SC state (SC spin rotation) has hardly been reported. Uranium ditelluride, a recently found topological superconductor, exhibits various SC phases under pressure: SC state at ambient pressure (SC1), high-temperature SC state above 0.5 gigapascal (SC2), and low-temperature SC state above 0.5 gigapascal (SC3). We performed nuclear magnetic resonance (NMR) and ac susceptibility measurements on a single-crystal uranium ditelluride. The b axis spin susceptibility remains unchanged in SC2, unlike in SC1, and decreases below the SC2-SC3 transition with spin modulation. These unique properties in SC3 arise from the coexistence of two SC order parameters. Our NMR results confirm spin-triplet superconductivity with SC spin parallel to b axis in SC2 and unveil the remaining of spin degrees of freedom in SC uranium ditelluride.
-axis knight shift on UTe with 
= 2.1 K松村 拓輝*; 藤林 裕己*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 92(6), p.063701_1 - 063701_5, 2023/05
被引用回数：5 パーセンタイル：92.42(Physics, Multidisciplinary)Spin susceptibility in the superconducting (SC) state was measured in the higher-quality sample of uranium-based superconductor UTe by using Knight-shift measurements for a magnetic field along all three crystalline axes. In the higher-quality sample, the SC transition temperature is about 2.1 K, and the residual electronic term in the specific heat is almost zero. The NMR linewidth becomes narrower and is almost half of that in the previous sample with 
1.6 K when 
and 
. Although the Knight-shift behavior was not so different from the previous results for 
, and , a large reduction in Knight shift along the axis was observed, in contrast with the previous -axis Knight shift result. We discuss the origin of the difference between the previous and present results, and the possible SC state derived from the present results.
along hard magnetic axis酒井 宏典; 常盤 欣文; Opletal, P.; 木俣 基*; 淡路 智*; 佐々木 孝彦*; 青木 大*; 神戸 振作; 徳永 陽; 芳賀 芳範
Physical Review Letters, 130(19), p.196002_1 - 196002_6, 2023/05
被引用回数：5 パーセンタイル：92.42(Physics, Multidisciplinary)
=2.1Kのウラン2テルル化物単結晶における超伝導相図を磁気困難軸である結晶軸方向に磁場をかけて調べた。電気抵抗と交流帯磁率を同時に測定した結果、低磁場超伝導(LFSC)相と高磁場超伝導(HFSC)相が、対照的な磁場-角度依存性をもつことがわかった。結晶の純良性が上がったことにより、LFSC相の上部臨界磁場は上昇したものの、HFSC相が現れる特徴磁場
は、単結晶の純良性に関わらず、15Tと一定であることがわかった。また、近傍のLFSC相内に、弱い渦糸ピン留め力で特徴づけられる中間超伝導相を示唆する新たな相線の形跡を捉えた。
徳永 陽; 酒井 宏典; 北川 俊作*; 石田 憲二*
日本物理学会誌, 78(5), p.267 - 272, 2023/04
UTeは2018年末に超伝導になることが初めて報告されたウラン系超伝導体である。その発見の直後から実験と理論の両面での集中的な研究が開始され、40T以上の強磁場領域における磁場誘起超伝導や圧力下での多重超伝導相など、スピン三重項超伝導状態を起源とする新奇な超伝導現象が相次いで見つかっている。さらにその超伝導状態は、バルクとしてトポロジカル超伝導を実現する可能性があることが指摘され注目を集めている。本稿ではこのUTeにおいて、我々が行ってきた核磁気共鳴(NMR)法による研究について紹介する。
induced by magnetic field金城 克樹*; 藤林 裕己*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; 本間 佳哉*; et al.
Physical Review B, 107(6), p.L060502_1 - L060502_5, 2023/02
被引用回数：7 パーセンタイル：93.16(Materials Science, Multidisciplinary)UTe is a recently discovered spin-triplet superconductor. One of the characteristic features of UTe is a magnetic field ()-boosted superconductivity above 16 T when H is applied exactly parallel to the axis. To date, this superconducting (SC) state has not been thoroughly investigated, and the SC properties as well as the spin state of this high- SC (HHSC) phase are not well understood. In this letter, we performed AC magnetic susceptibility and nuclear magnetic resonance measurements and found that, up to 24.8 T, the HHSC state has bulk nature and is quite sensitive to the angle and that its SC character is different from that in the low- SC (LHSC) state. The dominant spin component of the spin-triplet pair is along the axis in the LHSC state but is changed in the HHSC state along the axis. Our results indicate that -induced multiple SC states originate from the remaining spin degrees of freedom.
青木 大*; Brison, J.-P.*; Flouquet, J.*; 石田 憲二*; Knebel, G.*; 徳永 陽; 柳瀬 陽一*
Journal of Physics; Condensed Matter, 34(24), p.243002_1 - 243002_41, 2022/06
被引用回数：54 パーセンタイル：87.73(Physics, Condensed Matter)The novel spin-triplet superconductor candidate UTe attracted enormous attention. We review key experimental and theoretical progress which has been achieved in different laboratories. UTe has been expected to be close to a ferromagnetic instability, showing many similarities to the U-based ferromagnetic superconductors, URhGe and UCoGe. The competition between different types of magnetic interactions and the duality between the local and itinerant character of the 5 f Uranium electrons, as well as the shift of the U valence appear as key parameters in the rich phase diagrams discovered recently under extreme conditions like low temperature, high magnetic field, and pressure. We discuss macroscopic and microscopic experiments at low temperature to clarify the normal phase properties at ambient pressure for field applied along the three axis of this orthorhombic structure.
under pressure revealed by Te-NMR金城 克樹*; 藤林 裕己*; 仲嶺 元輝*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; et al.
Physical Review B, 105(14), p.L140502_1 - L140502_5, 2022/04
被引用回数：5 パーセンタイル：67.2(Materials Science, Multidisciplinary)To investigate the normal-state magnetic properties of UTe under pressure, we perform Te nuclear magnetic resonance (NMR) measurements up to 2 GPa. Below 1.2 GPa, the b-axis NMR Knight shift shows a broad maximum at the so-called 
on cooling, which is consistent with the magnetization measurement under pressure. decreases with increasing pressure and disappears at the critical pressure 
= 1.7 GPa, above which superconductivity is destroyed.
徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 芳賀 芳範; 常盤 欣文; Opletal, P.; 藤林 裕己*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 91(2), p.023707_1 - 023707_5, 2022/02
被引用回数：14 パーセンタイル：93.17(Physics, Multidisciplinary)ウラン系の強磁性超伝導体で議論されてきた、「強磁性ゆらぎによるスピン三重項超伝導対の形成」および「強磁性ゆらぎを介した磁場による対形成引力の制御」というコンセプトがUTeにおいても成り立つことを期待させる。しかしその一方、では静的な強磁性秩序は存在せず、低温の磁気状態がこれまでのウラン系強磁性超伝導体にどこまで近いのかという点については疑問を持たれていた。実際、最近の中性子散乱実験では、比較的高温側から反強磁性に近いq=0.57という波数を持った磁気ゆらぎの発達が示されている。本研究ではTe-NMR実験により低温で非常に遅いゆっくりとした揺らぎが発達する様子を捉えることに成功した。このことはこの系の低温における強い相関の発達を示唆している。
Te NMR on UTe仲嶺 元輝*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; 本間 佳哉*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 90(6), p.064709_1 - 064709_7, 2021/06
被引用回数：17 パーセンタイル：85.26(Physics, Multidisciplinary)UTe is a recently discovered promising candidate for a spin-triplet superconductor. In contrast to conventional spin-singlet superconductivity, spin-triplet superconductivity possesses spin and angular momentum degrees of freedom. We previously reported that the shoulder signal appears in NMR spectra below the superconducting (SC) transition temperature in , and a slight decrease in the Knight shift along the and axes (
and 
, respectively) below at a low magnetic field . Although the decrease in vanished above 5.5 T, the decrease in was independent of up to 6.5 T. To clarify the origin of the shoulder signal and the trace of the decrease in , we compared the Te-NMR spectra obtained when and 
and measured the Te-NMR spectra for up to 14.5 T.
probed with Te-NMR measurement仲嶺 元輝*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; 本間 佳哉*; et al.
Physical Review B, 103(10), p.L100503_1 - L100503_5, 2021/03
被引用回数：32 パーセンタイル：93.31(Materials Science, Multidisciplinary)To investigate spin susceptibility in a superconducting (SC) state, we measured the Te-NMR Knight shifts at magnetic fields () up to 6.5 T along the and axes of single-crystal UTe, a promising candidate for a spin-triplet superconductor. In the SC state, the Knight shifts along the and axes ( and , respectively) decreased slightly, and the decrease in was almost constant up to 6.5 T. The reduction in decreased with increasing , and was unchanged through the SC transition temperature at 5.5 T, excluding the possibility of spin-singlet pairing. Our results indicate that spin susceptibilities along the and axes slightly decrease in the SC state in low , and the response of SC spin susceptibility is anisotropic on the 
plane.
revealed by Te-nuclear magnetic resonance仲嶺 元輝*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; 本間 佳哉*; Li, D.*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 88(11), p.113703_1 - 113703_4, 2019/11
被引用回数：68 パーセンタイル：95.42(Physics, Multidisciplinary)We have performed the Te-nuclear magnetic resonance (NMR) measurement in the field along the axis on the newly discovered superconductor UTe, which is a candidate of a spin-triplet superconductor. The nuclear spin-lattice relaxation rate divided by temperature 1/
abruptly decreases below a superconducting (SC) transition temperature without showing a coherence peak, indicative of UTe being an unconventional superconductor. It was found that the temperature dependence of 1/ in the SC state cannot be understood by a single SC gap behavior but can be explained by a two SC gap model. The Knight shift, proportional to the spin susceptibility, decreases below , but the magnitude of the decrease is much smaller than the decrease expected in the spin-singlet pairing. Rather, the small Knight-shift decrease as well as the absence of the Pauli-depairing effect can be interpreted by the spin triplet scenario.
徳永 陽
no journal, ,
UTeの超伝導は2018年の11月末、アメリカ国立標準技術研究所(NIST)およびMaryland大学のN. P. Butch氏を中心とするグループにより初めて報告された。その後すぐに東北大学の青木氏らによって追試が行われ、超伝導の詳細が報告されている。T
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H
の値は全磁場方向でパウリ・リミットを超えている。Hの異方性は磁化の異方性と強く相関し、磁化困難軸(軸)方向では低温で異常な増大を示す。これらの振る舞いはすべて同じウラン系の強磁性超伝導体と酷似している。ところが興味深いことにUTeは強磁性体ではなく常磁性体であり、最低温度まで静的な磁気秩序は示さない。この全く新しい特性を持つ超伝導体について我々はNMRによる微視的研究を進めている。講演ではNMRで明らかになった、この系の特殊な磁気ゆらぎと超伝導の性質について紹介する。
の研究の現状; NMRによる磁気励起徳永 陽
no journal, ,
本研究で我々はUTeの単結晶を用いてNMRによる研究を行なっている。UTeは直方晶系の結晶構造(空間群Immm)を持ち、単位胞内に4j(Te1)と4h(Te2)という2つのTeサイトを持つ。それに対応してNMRスペクトルにおいても各サイトに対応する2つのピークが観測された。ピークはどの磁場方向でも非常にシャープであり、結晶の純良性が確認できた。次にスピン-格子緩和時間の測定から、3つの結晶軸方向について磁気揺らぎの異方性と温度依存性を20K以上の温度領域について評価した。その結果、磁化容易軸であるa軸方向の揺らぎが最大となっているが、c軸方向の揺らぎも低温である程度増大していることがわかった。強いイジング型の磁気揺らぎ異方性を示す強磁性超伝導体UCoGeの場合と比較して、UTeの異方性はやや弱いイジング性を持つことがわかった。
の磁気揺らぎと超伝導徳永 陽
no journal, ,
本研究では重い電子系超伝導体UTeの単結晶試料を用いTe-NMRのKnight shiftおよびスピン-格子緩和率1/T
測定を行なった。その結果、20K以上の常磁性相において静的および動的帯磁率のどちらもが弱いIsing型の異方性を持つことを確認した。一方、20K以下の低温ではa軸方向に磁場をかけた場合にスピン-スピン緩和率1/Tの強い発散が見られることがわかった。また超伝導の出現しない単結晶についても測定を行なったので報告する。
の常伝導相におけるゆらぎの研究徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; Opletal, P.; 常盤 欣文; 芳賀 芳範; 藤林 裕己*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; et al.
no journal, ,
重い電子系超伝導体UTeではスピン三重項の超伝導の実現が強く示唆されている。我々はこのUTeにおいて単結晶を用いたNMR研究を進めている。講演では常伝導相おけるナイトシフト、核磁気緩和率(T2)の温度依存性を報告し、この物質における常磁性相の特性について議論する。
徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 芳賀 芳範; 常盤 欣文; Opletal, P.; 藤林 裕己*; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; et al.
no journal, ,
UTe is a novel uranium-based superconductor with a rather high transition temperature of 
K. The compound attracted particular attention, because of the strong possibility of the spin-triplet Cooper pairing, which is a natural candidate for topological superconductivity in a bulk material. In this study, we performed Te-NMR experiments on a Te enriched single crystal of UTe. The field and temperature dependences of the spin-spin relaxation rate of 
in field applied along the -axis revealed slow electronic dynamics developing in the paramagnetic state. The observed slow fluctuations are concerned with a successive growth of long-range electronic correlations below 30
40 K. We suggest that UTe would be located on the paramagnetic side near an electronic phase boundary, where either the magnetic or Fermi-surface instability would be the origin of the characteristic fluctuations.
の磁気揺らぎと超伝導; NMRによる研究徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; Opletal, P.; 常盤 欣文; 芳賀 芳範
no journal, ,
ウラン系超伝導体UTeはスピン三重項超伝導、且つトポロジカル超伝導の候補物質として大きな注目を集めている。我々はこの超伝導体の発現メカニズムの解明のため、NMR法による研究を行なっている。我々はTe-NMR実験から、30-40K以下の低温で、非常に低いエネルギーのゆらぎの発達と、結晶内の僅かな乱れ、もしくはウラン欠損に起因するNMR線幅の増大を観測した。これらは低温において比較的長距離の電子相関が急速に発達することを意味している。講演ではこの低いエネルギーのゆらぎの特性や超伝導との関係についても議論する予定である。
単結晶育成法の改善酒井 宏典; Opletal, P.; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 徳永 陽; 神戸 振作; 芳賀 芳範
no journal, ,
スピン三重項超伝導体として注目されるUTeは試料合成法の最適化が進み、超伝導発見当初の超伝導転移温度=1.6Kが2Kと上昇し、比熱における以下の残留状態密度は当初の50%から20%まで下がってきた。最近、我々は従来の化学輸送法ではなく、新しいフラックス法によって、=2.1KのUTe単結晶育成に成功し、比熱における残留状態密度がさらに低く、電気抵抗の残留抵抗率の飛躍的な向上を示すことがわかった。当日は、このフラックス法の最適化の過程について報告したい。
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phase diagram of spin-triplet superconducting UTe酒井 宏典
no journal, ,
スピン三重項超伝導体として注目されているUTeにおける新しい単結晶育成法を考案し、その条件最適化をおこなった結果、超伝導転移温度の向上に加えて、残留抵抗率比の大幅な改善がみられた。こうして得られた純良単結晶を用いて、電気抵抗率と交流帯磁率の同時測定を行なって強磁場25Tまでの磁場()-温度()相図の決定を行った。
