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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