スライド 1

Report
反転対称性の無いCePt₃Siにお
ける、重い電子系と磁気秩序
B4 藤岡峻
Ceの入った重い電子系の超伝導体
• 重い電子系の超伝導体では、スピンの揺らぎ
によって従来とは異なる超伝導となると考え
られているものがある。
• 電子の相互作用が近藤効果を示すものがあ
り、Ce,Yb,Uの化合物が超伝導を示す。
• Ceの重い電子系超伝導体はまだ少なく、初
期にはCeCu₂Si₂が0.7K以下で超伝導に。
• 最近、CeMIn₅も加えられた(MはCoやIr。それ
ぞれ転移温度2.3K,0.4K)。構造はCeIn₃の変
形。
• CePt₃Siが重い電子系超伝導体で、広範囲で
磁気秩序があることがわかった。
CePt₃Siの構造
・CePt₃Bと同型で、Ceの直方体があり、
それに少しずれてPtのピラミッド型が入る
形のCePt₃の隙間にSiを挿入した形。
・Siのために、直方体の構造に歪みがで
る。
・反転対称が無くなったために、物理的
影響大。
CePt₃Siの性質
• 常磁性状態で、Curie-Weiss則を満たし、
Curie温度はθp=ー46K。
• Θpが大きく負なので、反強磁性を示す。
• 近藤効果の相互作用から、近藤温度はTk=
11K。
比抵抗ρの温度依存
• CePt₃Siの超伝
導性を調べる
のに、比抵抗ρ
を調べる。
• 比較に同じ構
造で無磁性の
CePt₃Siを用い
る。
• CePt₃Siのρは0.75Kで0に。
• 高温では対数的な増え方をするが、75Kと
15Kで近藤相互作用による電場の効果のた
め屈曲する。
• フォノンの寄与などから比抵抗の磁性の寄与
がわかる
• 右図はCePt₃Siの低温における依存性。
• 2Kの周辺で勾配の変化がある。これは広範
囲の磁性秩序を表す。
比熱Cpの温度依存性
• CePt₃Siと
CePt₃Siの比
熱の温度依
存性を調べる。
• CePt₃Siの方
は、2Kと0.7
K付近で特異
な振る舞い。
• 2.2K付近のλの様な動きは、広範囲の磁性
秩序の始まり。
• その温度未満のCpのT³依存は、反強磁性を
表す。
• 構造の異方性により、短範囲の磁性相互作
用が促進される。
• 磁気エントロピーSに関して、転移温度で2重
に基底状態が縮退するために磁気モーメント
が減少する。
• ρと同様に0.7Kにおける特異性は超伝導状態への
転移を表す。
• T³依存性の推定より、常伝導状態のゾンマーフェル
ト値γnが求められる。
• パラメータΔCp/γnTc≒0.25で、BCS理論による値
より随分小さい。
• 超伝導における電子の比熱係数γsにおいても、 ΔC
p/γnTs≒0.55で、同様に小さい。
• スピン3重項の超伝導体Sr₂RuO₄でも小さい。
磁場のかかった場合
• 磁場が大きいほど転
移温度は下がってい
く。
• 臨界磁場Hc₂におい
て、そのT微分は8.5T/K。
• 極低温で比熱が少し
あがるのは、核相互
作用が原因。
• 特異性によって、フェルミ球面やきれい極限
項や汚い極限項に関して、多くのパラメータを
決定できる。
• フェルミ面におけるエントロピーは、きれいな
極限で3.7×10²º、汚い極限で3.5×10²ºとな
る。
• 計算ではきれいな極限が用いられる。
• コヒーレンス長ξoは、ひとつにはBCS方程式
より、他にはμoHc₂よりです。
• ギンツブルクーランダウパラメータλ/ξは超
伝導と常伝導のエネルギー差から求める。
• SsとShtの差異によって、フェルミ面の少しは
クーパー対を作り、大部分は常伝導状態の
磁気係数に関与する。
• 超伝導と広範囲の磁気秩序が共存する。
• フェルミ面は、超伝導の部分と常伝導の領域
にわかれる。
• 外部の影響によって、Tmagはゼロになり、量子
臨界点がわかる。
ペアの対称性
• 強い電子の相互作用効果が、高い角運動量
のペアの生成を起こす。
• 問題は反転対称性がないこと。
• 臨界磁場Hc₂は大きく、スピン3重項は成り立
たないはずだが、存在する。
• 実際スピン3重項は残る。
まとめ
• CePt₃Siは重い電子系の化合物で、2.2Kで磁
気転移、0.75Kで超伝導転移がおこる。
• 比ltr/ξ≒8できれいな極限の超伝導を示す。
• クーパーペアは重い準粒子から成る。
• ペアの生成に反転対称性の欠落が影響する。
• Hc₂が大きいと、スピン3重項のペアがあるか
もしれない。

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