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論文

Anisotropic enhancement of lower critical field in ultraclean crystals of spin-triplet superconductor candidate UTe$$_2$$

石原 滉大*; 小林 雅之*; 今村 薫平*; Konczykowski, M.*; 酒井 宏典; Opletal, P.; 常盤 欣文; 芳賀 芳範; 橋本 顕一郎*; 芝内 孝禎*

Physical Review Research (Internet), 5(2), p.L022002_1 - L022002_6, 2023/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.5.L022002

重い電子系超伝導UTe$$_2$$の下部臨界磁場$$H_{rm c1}$$を決定した。直方晶UTe$$_2$$は$$a$$軸が磁化容易軸であるがそれと垂直方向の磁場中では$$H_{rm c1}$$が増強されかつ低温で上昇するという特徴を持つことを明らかにした。上部臨界磁場の異方性と比較することにより磁気揺らぎが超伝導に影響を与えていることが示唆された。

論文

First observation of the de Haas-van Alphen effect and Fermi surfaces in the unconventional superconductor UTe$$_2$$

青木 大*; 酒井 宏典; Opletal, P.; 常盤 欣文; 石塚 淳*; 柳瀬 陽一*; 播磨 尚朝*; 仲村 愛*; Li, D.*; 本間 佳哉*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 91(8), p.083704_1 - 083704_5, 2022/08

https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.083704
 被引用回数：7 パーセンタイル：95.28(Physics, Multidisciplinary)

de Haas-van Alphen oscillation was successfully observed in an unconventional superconductor UTe$$_2$$ using high-quality single crystals. From this observation, Fermi surfaces of this compound were determined to be cylinders elongated along the c-direction, in consistent with theoretical expectation. However, the extremely large cyclotron effective masses ranging 32 to 57 m$$_0$$, in consistent with the electronic specific heat, far exceed calculated values.

論文

Effect of uranium deficiency on normal and superconducting properties in unconventional superconductor UTe$$_2$$

芳賀 芳範; Opletal, P.; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 徳永 陽; 神戸 振作; 酒井 宏典

Journal of Physics; Condensed Matter, 34(17), p.175601_1 - 175601_7, 2022/04

https://doi.org/10.1088/1361-648X/ac5201
 被引用回数：7 パーセンタイル：92.71(Physics, Condensed Matter)

Single crystals of the unconventional superconductor UTe$$_2$$ have been grown in various conditions. Superconducting samples are nearly stoichiometric within an experimental error of about 1%, while non-superconducting sample significantly deviates from the ideal composition. The superconducting UTe$$_2$$ showed that the large density of states was partially gapped in the normal state, while the non-superconducting sample is characterized by the relatively large electronic specific heat as reported previously.

論文

Observation of longitudinal magnetic fluctuations at a first-order ferromagnetic quantum phase transition in UGe$$_2$$

野間 雄一郎*; 小手川 恒*; 久保 徹郎*; 藤 秀樹*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*; 伊藤 公平*; 仲村 愛*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 90(7), p.073707_1 - 073707_5, 2021/07

https://doi.org/10.7566/JPSJ.90.073707
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

Ferromagnetic fluctuation relevant to the pressure-induced superconductivity in UGe$$_2$$ is investigated by means of NMR spectroscopy. Longitudinal magnetic fluctuations were observed in the spin-echo decay rate near the ferromagnetic critical point where superconductivity takes place. This result strongly suggests that superconductivity in ferromagnets is universally mediated by anisotropic magnetic fluctuations.

論文

Intriguing behavior of UCo$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge ferromagnets in magnetic field along the $$b$$ axis

Posp$'i$$v{s}$il, J.*; 芳賀 芳範; 三宅 厚志*; 神戸 振作; 徳永 陽; 徳永 将史*; 山本 悦嗣; Proschek, P.*; Voln$'y$, J.*; Sechovsk$'y$, V.*

Physical Review B, 102(2), p.024442_1 - 024442_13, 2020/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.024442
 被引用回数：5 パーセンタイル：42.55(Materials Science, Multidisciplinary)

Alloying study of ferromagnetic superconductors URhGe and UCoGe is reported. The Curie temperature shows a maximum at Rh concentration $$x$$ = 0.4 in UCo$$_{1-x}$$Rh$$_x$$Ge. Magnetic characteristices in low- and high-$$x$$ regions are significantly different each other. The relationship between magnetism and superconductivity are discussed.

論文

Evidence for weak spin-orbit interaction experienced by Cooper pairs in the spin-triplet superconductor UPt$$_3$$; $$^{195}$$Pt-NMR study

青山 泰介*; 小手川 恒*; 木村 憲彰*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦*; 藤 秀樹*

Journal of the Physical Society of Japan, 88(6), p.064706_1 - 064706_7, 2019/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.064706
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

$$^{195}$$Pt-NMR measurements under magnetic field ($$H$$) parallel to the $$c$$-axis in the vicinity of the upper critical field $$H_{rm c2}$$ have been carried out on the heavy-fermion superconductor UPt$$_3$$. The quasiparticle spin susceptibility was obtained from the measurements. The field dependence of the susceptibility suggests that the $$d$$-vector freely rotates in magnetic field. It is therefore concluded that spin-orbit interaction, which confines the direction of the $$d$$-vector with respect to the crystal axis, is weak in UPt$$_3$$.

論文

Magnetization study on the Ising ferromagnet URhGe with high-precision angle-resolved magnetic field near the hard axis

中村 翔太*; 榊原 俊郎*; 清水 悠晴*; 橘高 俊一郎*; 河野 洋平*; 芳賀 芳範; Pospisil, J.; 山本 悦嗣

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.123 - 127, 2018/11

https://doi.org/10.15669/pnst.5.123

Dc magnetization measurements have been performed on the orthorhombic Ising ferromagnet Urge. We observed a clear first-order reorientation transition with a small hysteresis and estimated the tricritical point to be around 4 K. The magnetization and the thermal expansion data indicate the presence of a characteristic temperature of about 1 K.

論文

Anisotropic magnetic fluctuations in ferromagnetic superconductor UGe$$_2$$; $$^{73}$$Ge-NQR study at ambient pressure

野間 雄一郎*; 小手川 恒*; 久保 徹郎*; 藤 秀樹*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*; 伊藤 公平*; Haller, E. E.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(3), p.033704_1 - 033704_5, 2018/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.033704
 被引用回数：4 パーセンタイル：39.35(Physics, Multidisciplinary)

$$^{73}$$Ge nuclear quadrupole resonance study of ferromagnetic superconductor UGe$$_2$$ is reported. Detailed analyses successfully assigned crystallographic sites of Ge atoms. The measurement of the nuclear spin-lattice relaxation rate revealed highly anisotropic magnetic fluctuations.

論文

Unusual pressure evolution of the Meissner and Josephson effects in the heavy-fermion superconductor UPt$$_3$$

郷地 順*; 住山 昭彦*; 山口 明*; 本山 岳*; 木村 憲彰*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Physical Review B, 93(17), p.174514_1 - 174514_5, 2016/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.174514
 被引用回数：1 パーセンタイル：5.58(Materials Science, Multidisciplinary)

The Josephson effect between a single crystal UPt$$_3$$ and a conventional superconductor Al has been investigated under pressure. A possible change of the superconducting order parameter has been detected at a critical $$P_c$$ where the symmetry-breaking antiferromagnetic order disappears. The conclusion is also supported by the different behaviors observed in Josephson current and penetration depth.

論文

Evidence for chiral $$d$$-wave superconductivity in URu$$_2$$Si$$_2$$ from the field-angle variation of its specific heat

橘高 俊一郎*; 清水 悠晴*; 榊原 俊郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; 野本 拓也*; 池田 浩章*; 町田 一成*

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.033704_1 - 033704_4, 2016/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.85.033704
 被引用回数：27 パーセンタイル：82.21(Physics, Multidisciplinary)

Low-energy quasiparticle excitations in the heavy-fermion superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ were investigated by specific heat measurements as a function of temperature, magnetic field and its angle. Experimental results agree with the theoretical model for a superconducting gap with chiral $$d$$-wave symmetry.

論文

Superconducting and Fermi surface properties of single crystal Zr$$_2$$Co

照屋 淳志*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 青木 大*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 芳賀 芳範; 松林 和幸*; 上床 美也*; 播磨 尚朝*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034706_1 - 034706_10, 2016/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.85.034706
 被引用回数：5 パーセンタイル：42.22(Physics, Multidisciplinary)

Superconducting characteristics and Fermi surfaces of Zr$$_2$$Co are experimentally studied on a single crystal sample grown by Bridgman technique. Thermodynamic quantities in the superconducting state such as specific heat and magnetization show deviation from a single-gap the BCS model and can be attributed on the band structure with the dominant contribution of Zr-4$$d$$ and Co-3$$d$$ components.

論文

Magnetic anisotropy and thermodynamic anomaly in the superconducting mixed state of UBe$$_{13}$$ probed by static dc magnetization measurements

清水 悠晴*; 芳賀 芳範; 柳澤 達也*; 網塚 浩*

Physical Review B, 93(2), p.024502_1 - 024502_8, 2016/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.024502
 被引用回数：8 パーセンタイル：40.28(Materials Science, Multidisciplinary)

Static dc magnetization measurements were performed for a heavy fermion superconductor UBe$$_{13}$$ single crystal. For the fields along the [100] and [110] directions of cubic lattice, a magnetic anomaly was found at a characteristic field $$H_{rm Mag}^{*}$$ within the superconducting mixed state. It was also found that magnetic anisotropy became more significant above this field. The present study shows that the thermodynamic property of superconductivity changes as a function of magnetic field.

論文

Magnetic and electronic properties of URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed by comparison with nonmagnetic references ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$

江見 直哉*; 濱端 良輔*; 中山 大将*; 三木 俊宙*; 小山 岳秀*; 上田 光一*; 水戸 毅*; 小堀 洋*; 松本 裕司*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(6), p.063702_1 - 063702_4, 2015/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.063702
 被引用回数：10 パーセンタイル：60.38(Physics, Multidisciplinary)

NMR/NQR measurements have been carried out on ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ which are the nonmagnetic references of the heavy fermion URu$$_2$$Si$$_2$$. Ru-NQR measurements suggest the relatively close electronic configuration between ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and URu$$_2$$Si$$_2$$ at high temperature. However, significant delocalization was observed in URu$$_2$$Si$$_2$$ at low temperatures. Si-NMR experiments on URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed Ising-like spin fluctuations in the hidden-order state.

論文

DC magnetization study on heavy-electron superconductor UBe$$_{13}$$

清水 悠晴*; 芳賀 芳範; 柳澤 達也*; 網塚 浩*; 青木 大*; Brison, J.-P.*; Braithwaite, D.*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.015009_1 - 015009_6, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.015009

Static DC magnetization measurements were performed in order to investigate magnetic response of the unconventional superconducting state of UBe$$_{13}$$. An unusual anomaly was observed inside the superconducting mixed state corresponding either to a peculiarity of superconducting diamagnetism or the anomalous vortex core structures.

論文

Pairing symmetry of UPt$$_3$$ probed by thermal transport tensors

井澤 公一*; 町田 洋*; 伊藤 淳史*; 宗 義尚*; 多田 勝哉*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 83(6), p.061013_1 - 061013_8, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.83.061013
 被引用回数：20 パーセンタイル：74.72(Physics, Multidisciplinary)

Recent advances on the study of the gap symmetry in UPt$$_3$$ by thermal conductivity tensors are reported. The field-angle-resolved thermal conductivity shows spontaneous twofold symmetry breaking i the gap function for the high-field C-phase, indicating the pairing symmetry of UPt$$_3$$ belongs to an $$E_{1u}$$ representation in the $$f$$-wave category.

論文

Inelastic neutron scattering study on low-energy excitations of the heavy-fermion superconductor PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$

桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 正史*; 金子 耕士; 目時 直人; Raymond, S.*; M$'e$asson, M.-A.*; Flouquet, J.*; 菅原 仁*; 青木 勇二*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 385-386(Part 1), p.82 - 84, 2006/11

https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.05.109
 被引用回数：3 パーセンタイル：18.31(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$における低エネルギー磁気励起を調べる目的で、中性子非弾性散乱実験を行った。観測された磁気励起は、磁場誘起反強四極子秩序の秩序波数であるQ=(1,0,0)で明瞭なソフト化を示し、かつその強度はゾーンセンターと比べて弱いことを明らかにした。この結果は、これらの励起スペクトルの振舞いが、非磁性の四極子相互作用に起因していることを示している。さらに、励起スペクトルの線幅が超伝導転移以下で狭くなることから、励起子と超伝導の間に強い相関があると考えられる。

論文

Influence of self-irradiation damage on the Pu-based superconductor PuCoGa$$_5$$ probed by muon spin rotation

大石 一城; 伊藤 孝; 髭本 亘; Heffner, R. H.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.53 - 55, 2006/08

PuCoGa$$_5$$は$$T_{rm c}$$=18Kと既存で同様の結晶構造を持つ115系の中でも非常に高い転移温度を有する超伝導体として知られている。これまでの$$mu$$SR実験の結果から磁場侵入長$$lambda$$の温度依存性が報告されており、$$Deltalambda (T)=lambda (T)-lambda(0)propto T$$であることからPuCoGa$$_5$$はline nodeを有する$$d$$波超伝導体であることが示唆されている。さらにPuCoGa$$_5$$における超伝導秩序変数に関する知見を得るため、われわれは$$lambda$$の磁場依存性の測定を行った。発表当日は、既存の$$lambda$$の温度依存性の結果と今回新たに測定した磁場依存性の結果から、PuCoGa$$_5$$の超伝導秩序変数について議論する。また、本系と同じ結晶構造を有するPuRhGa$$_5$$においても同様の測定を行い、超伝導秩序変数の対称性について議論する予定である。

論文

NMR shift measurements of $$^{69}$$Ga in unconventional superconductor PuRhGa$$_{5}$$

酒井 宏典; 徳永 陽; 藤本 達也; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 安岡 弘志; 青木 大*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.50 - 52, 2006/08

最近、われわれはPuRhGa$$_{5}$$のNMR/NQR測定に成功した。PuRhGa$$_{5}$$は$$T_{c}$$=9Kの超伝導体であり、同型のPuCoGa$$_{5}$$は$$T_{c}$$=18Kの超伝導体である。われわれは既に、NQR緩和率$$1/T_{1}$$によりPuRhGa$$_{5}$$が異方的超伝導ギャップを持つ非通常型超伝導体であることを明らかにしているが、米国のグループによりPuCoGa$$_{5}$$も同様な異方的超伝導ギャップを有することが報告された。PuRhGa$$_{5}$$のNMRによって決めたナイトシフト$$K$$と$$1/T_{1}$$は、常伝導状態において超微細結合定数やスピン揺らぎの性質が異方的であることが示唆している。講演では、PuRhGa$$_{5}$$のナイトシフトと$$1/T_{1}$$測定結果の詳細について報告する。

論文

Single crystal growth, superconductivity and Fermi surface study of plutonium compounds

芳賀 芳範; 青木 大*; 山上 浩志*; 松田 達磨; 中島 邦久; 荒井 康夫; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.4 - 9, 2006/08

https://doi.org/10.1143/JPSJS.75S.4
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

PuCoGa$$_{5}$$が、これまでの重い電子系超伝導体に比べて一桁高い転移温度を持つ超伝導体であることが報告されて以来、超ウラン化合物への関心が高まっている。つい数年前までは、このような研究は欧米の限られた研究機関でのみ行われていたが、最近、日本でもNp化合物の研究が急速に発展した。Puはさらに規制が厳しいが、原研大洗研究所及び東北大金研大洗センターの協力を得て、昨年末からPu化合物の研究を開始することができた。最初の対象物質として、Wastinらにより発見された超伝導体PuCoGa$$_{5}$$を選び、これまでの115化合物研究の経験を生かして単結晶を育成した。これについて得られた成果を中心に紹介する。単結晶は、Ga-フラックス法により育成した。試料は、銅または銀のキャップに接着し、カプトンチューブに挿入・密封し、物性測定を行った。磁化率は、温度効果とともに増大し、キュリーワイス的であるが、温度に依存しないバックグラウンドが存在する。これを差し引いた逆磁化率は、100K以上の高温では0.85$$mu$$B/Puの有効磁気モーメントで説明できる。一方低温では見かけの有効磁気モーメントは減少し、0.6$$mu$$B/Pu程度となる。またこのとき、ワイス温度は-40K程度であり、Wastinらの報告と矛盾しない。

論文

From CS and TF model coils to ITER; Lessons learnt and further progress

奥野 清; 中嶋 秀夫; 小泉 徳潔

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.880 - 885, 2006/06

https://doi.org/10.1109/TASC.2006.873317
 被引用回数：11 パーセンタイル：52.01(Engineering, Electrical & Electronic)

ITER超伝導マグネットの製作に必要な技術開発として、日本,米国,EU,ロシアの国際協力の下で中心ソレノイド・コイル及びトロイダル磁場コイルの開発を実施し、それぞれのモデル・コイルで開発目標を達成するとともに、ITER超伝導マグネットの設計・製作手法を実証した。これらの成果に基づき、設計合理化と製作時のリスク低減を目的として、マグネット要素機器のさらなる性能の向上や、実規模での試作を行っている。超伝導素線では新たな技術仕様を策定し、既にこの仕様を満たす素線が試作された。さらにトロイダル磁場コイル容器では、数十トンの試作を行い、大型製品製造技術を確立しつつある。これらにより、ITER超伝導マグネットの調達準備を進めるとともに、核融合以外の超伝導マグネットにも応用できる普遍的な技術を確立する。

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