発表者

麦野　遥一（北岡研）

指導教官

北岡良雄

Title

Superconductivity in CeRh_1-xIr_xIn₅

Abstract

Superconductivity in normal metal appears to form cooper pairs mediated by electron-phonon interaction. On the other hand, in heavy fermion compounds, superconductivity is mediated by strongly correlated electrons. Since such superconductivity is also observed in High-T_c cuprates and organic compounds, strongly correlated electron systems play an important role to understand superconductivity in solid-state physics.
In this paper, I will present about new phase of superconductivity observed in heavy-fermion compounds, CeRh_1-xIr_xIn₅. Experimental results reveal that CeRhIn₅ is antiferromagnet with T_N=3.8 K, but it becomes superconductor with T_c=2 K at P_c=2 GPa, where antiferromagnetism disappears. This indicates superconductivity in heavy fermion compound is mediated by magnetic interaction induced around quantum critical point (QCP). Here, replacing Rh with Ir in CeRh_1-xIr_xIn₅ works as chemical, positive pressure. This pressure effect suggests us that superconductivity in CeIrIn₅ under pressure is occurred far from QCP without magnetic interaction. The mechanism of this superconductivity is still unknown, however new mechanism for superconductivity in strongly correlated electros is suggested.

概要

通常金属における超伝導発現機構はBCS理論により、電子格子相互作用によるクーパー対が形成されることが理解された。一方で、電子間相互作用の強い重い電子系化合物においても1979年超伝導が確認された。そこでのクーパー対の形成は従来のような電子格子相互作用によるものではなく、磁気的な相互作用を媒介としたものであることが多くの実験結果から示唆されており、その後、高温超伝導体や有機超伝導体においても同様に強い電子相関の下で超伝導が発見された。現在、強相関超伝導発現機構解明に向け、固体物理の主要なテーマとして世界中で活発に研究が行われている。
本発表では、重い電子系化合物CeRh_1-xIr_xIn₅において、電子格子相互作用、磁気的相互作用とは別に新たに第3の超伝導発現機構の存在を示唆する論文を紹介する。CeRhIn₅は常圧においてT_N=3.8 Kの反強磁性体であるが、加圧によってP_c=2 GPaでT_c=2 Kの超伝導体になり、これは量子臨界点近傍での強い磁気相互作用を媒介とした超伝導であることが電気抵抗測定によってわかった。またこの試料のRhをIrで置換し、CeRhIn₅に化学的に圧力を加えることで、CeRhIn₅とCeIrIn₅の超伝導発現機構が異なる可能性が見出された。こちらの超伝導の機構については現時点では未解明で、超伝導現象に新たな展開を与えるものとして、非常に興味深く、関心も高い。