国際会議 M2S-HTSC成果報告

2006/08/03 （木）物理 COE 国際会議成果報告会

派遣番号 C0607固体量子物性研究室 D2

米澤 進吾

Outline

1. 国際会議 M2S-HTSC （ドイツ・ドレスデン）について

2. ポスター発表内容・質問など

3. 会議後の研究室訪問（フランス・パリ南大学）の報告

国際会議 M2S-HTSC(1)

1000 人規模の参加者のある超伝導分野で世界最大級の国際会議

今回が 8 回目（現在は 3 年に 1 回）：• 参加者 870 人• ドイツ・日本・アメリカ・フランス・イタリア・ イギリス・スイス・ロシアなど各国からの参加者

The 8th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors

前身：d- and f-band superconductivity conference(1971 年スタート )

1986 年高温超伝導発見

1988 年 第 1 回 M2S-HTSC （スイス）

国際会議 M2S-HTSC(2)

← ドレスデン国際会議センター

国際会議 M2S-HTSC(3)• 銅酸化物高温超伝導体• コバルト酸化物・ルテニウム酸化物・オスミウム酸化物• その他の酸化物• 重い電子系（ CeCoIn5, CePt3Si など）• ボロン系（ MgB2 など）・炭素系（グラファイト・ダイヤモンドなど）• 有機物（ BEDT-TTF 系など）• 希薄原子気体の BEC 、 BCS• ナノストラクチャー• 応用分野 etc…

セッション：

高温超伝導発見 20 周年記念講演：• A. Müller （ 1987 年ノーベル賞）• A. Abrikosov （ 2003 年ノーベル賞）• P. Anderson （ 1977 年ノーベル賞）

※Concluding Remarks on Materials• Y. Maeno

国際会議 M2S-HTSC(4)←Plenary Session

↑Poster Session

←Parallel Session

ポスター発表内容“Properties of the oxide type-I superconductor Ag5Pb2O6”

P-Tu-A:HTSC-Materials,Synthesis, Structure

発表内容 1

イントロダクション

M. Jansen et al., J. Less-Common Met. 161, 17 (1990), この物質の超伝導を発見！

Tc = 52.4 mK

S.Yonezawa and Y. Maeno, Phys. Rev. B 70 184523 (2004).S.Yonezawa and Y. Maeno, Phys. Rev. B 72 180405(R) (2005).

電気抵抗率 （地磁気中）導電性酸化物 Ag5Pb2O6

発表内容 2

Ag5Pb2O6 のフェルミ面• フェルミ準位付近は単一バンド• ほぼ球形のフェルミ面• 有効質量： m* = 1.2me

M. Sutherland et al., Phys. Rev. Lett., 96, 097008 (2006).T. Oguchi, Phys. Rev. B 72 245105 (2005).

⇒ 非常に自由電子に近い

Fermi Surface Database: http://www.phys.ufl.edu/fermisurface/

Na K Cu Ag Au

これらの金属はどれも超伝導の報告がない（ Rh （ Tc = 325 K ）や AuIn2 （ TFM = 37 K ）で～ 20 K までの測定がされている → 恐らく Tc < 数十 K ）。

Ag5Pb2O6 （ Tc = 52 mK ） の超伝導の性質・メカニズムは ?

量子振動 バンド計算

発表内容 3

実験

9.2mm 0.5 mm

50µm

1 mm

• 我々の育成した高純度単結晶資料

• 磁気シールドと自作の磁場印加用コイル

• 小型で高感度な交流磁化率測定セル

発表内容 4

Ag5Pb2O6 の第 I種超伝導

• 磁場中の超伝導転移が 1次相転移

• 磁場中では交流帯磁率がピークを持つ → 「中間状態」にあることを示す

Ag5Pb2O6 は第 I種超伝導体

初の酸化物の第 I種超伝導体

発表内容 5

超伝導相図

Hc=Hc0[1-(T/Tc0)] Hc0 = 2.19 Oe Tc0 = 52.4 mK = 1.56経験的放物線則や BCS 理論よりHc(T) カーブの曲率が小さい。

規格化した放物線則からのズレ D

D は BCS 理論よりさらに負の方向へずれる

超伝導相図

発表内容 6

D(t) の解析

ZnAl

-0.05

D(t)

BCSBCS

D(t)

超伝導ギャップに異方性があるとD(t) はより負になる。

J. R. Clem, Ann. Phys. 40, 268 (1966).

Ag5Pb2O6 のデータに Fitting

Ag5Pb2O6 : <a2> = 0.113.cf. Al: <a2> ~ 0.01, Zn: <a2> ~ 0.03

通常金属に比べて大きなギャップ異方性を示唆

発表内容 7

超伝導ギャップの重要性

超伝導ギャップ ・・・ Cooper対を形成するための相互作用の大きな影響

Ag5Pb2O6 の超伝導ギャップに異方性 ⇒ 異方性の強い相互作用が超伝導に 関与している可能性

High-Tc 銅酸化物： d波 Sr2RuO4: p波

発表内容 8

常伝導状態の抵抗率Ag5Pb2O6 の常伝導状態の抵抗率：

室温付近でも T2 の温度依存性

通常の金属ではデバイ温度（～数百 K ）の数十%以上の温度では線形の温度依存性

従来とは違う散乱機構が電子に働いている。

超伝導との関連は ?

発表内容 9

まとめ

1. Ag5Pb2O6 の超伝導を発見した

2. Ag5Pb2O6 は酸化物としては初めての第 I種超伝導体である。

3. 相図の解析から、 Ag5Pb2O6 の超伝導ギャップに大きな異方性が あることが示唆される。

4. Ag5Pb2O6 の抵抗率は室温付近でも T2 の温度依存性を持つ。 これは従来とは違う散乱機構が伝導電子に働いていることを意味している。

発表内容 10

聞いてくれた人の反応など

質問：

• 超伝導の対称性について• 第 I種超伝導の根拠について• 結晶育成方法について etc.

• 光学伝導度・ラマン散乱の共同研究の提案 ⇒ 光学伝導度に関しては今後共同研究を進めることに• 比較的多くの海外の方と話すことができ、自信になった。

その他：

パリ大学研究室訪問 (1)

パリ大学研究室訪問 (2)Laboratoire de Physique des SolidesMolecular conductors and high pressures グループ（ Jérome教授、 Pasquier教授）

• 有機導体の物性 希釈冷凍機 圧力・高磁場・ NMR など

• Jérome教授は有機超伝導体 発見者の一人（ 1980 年）で、 その後この分野を牽引してきた。

• 我々の研究室と 2005 年より 共同研究 N. Joo et al., to appear soon in Euro. Phys. J. B (2006).

パリ大学研究室訪問 (3)(TMTSF)2X, (TMTTF)2X

• 擬一次元導体

• スピン密度波相の隣に 超伝導相

• (TMTSF)2ClO4 は常圧下で 超伝導を示す（ Tc = 1.3 K ）

電気抵抗率から決めた超伝導上部臨界磁場 Hc2 が磁場が b’ 軸に平行なときに低温で発散する。 … ??

スピン 3 重項超伝導の証拠だとされる

Lee et al., Synth. Metals. 70, 747 (1995),Naughton et al., ibid 85, 1481 (1997).

パリ大学研究室訪問 (4)← この発散がバルク超伝導の性質なのかどうか

• ベクトルマグネットシステム ⇒ 高精度の磁場方向制御

• 希釈冷凍機 ⇒70 mK までの冷却

を使って研究中

• 最近の実験結果について セミナー形式で報告• ディスカッション