発表者

永井　孝幸（北岡研）

指導教官

北岡　良雄

Title

Superconducting properties in filled-skutterudite PrOs₄Sb₁₂

Abstract

Filled-skutterudite familly ReT₄X₁₂ (Re=rare earth, T=transiton metal, X=pnictogen) have a characteristic crystal structure that is composed of a large cage lattice of ReX₁₂, and show rich physical properties, such as a high thermo-electric effect, a metal-insulator transition, heavy-fermion behavior, semiconductivity, superconductivity, and so on. Recently the anomalous superconductivity was discovered in Pr-based heavy-fermion compound PrOs₄Sb₁₂ through the measurements of resistivity, specific heat and susceptibility, whereas the related compounds LaOs₄Sb₁₂, PrRu₄Sb₁₂ and LaRu₄Sb₁₂ have been reported as conventional BCS-type superconductors.
In this presentation, I'll show the nuclear-magnetic-resonance (NMR) studies in PrOs₄Sb₁₂ and the related compounds LaOs₄Sb₁₂, PrRu₄Sb₁₂ and LaRu₄Sb₁₂. The nuclear spin-lattice relaxation time (T₁) in PrOs₄Sb₁₂ shows neither a Tⁿ-like power-law behavior found in unconventional superconductors nor a coherence peak just below T_c in conventional BCS-type superconductors.
I discuss the symmetry of the superconducting gap and physical background of the occurence for superconductivity by comparison with the results of the conventional BCS superconductors LaOs₄Sb₁₂, PrRu₄Sb₁₂ and LaRu₄Sb₁₂.

概要

充填スクッテルダイト（ReT₄X₁₂、Re：希土類元素、T：遷移金属元素、Pn：プニクトゲン元素）は、ReX₁₂のカゴ状の格子からなる非常に特徴的な結晶構造を持った化合物で、熱電効果、金属-絶縁体転移、重い電子状態の振る舞い、超伝導体転移などの物理的性質を持っています。 最近になって、電気抵抗、比熱、そして帯磁率の測定によって、重い電子系化合物PrOs₄Sb₁₂において特異な超伝導性が発見されました。一方、それに関連した物質で、LaOs₄Sb₁₂、PrRu₄Sb₁₂、そしてLaRu₄Sb₁₂は、すでに典型的なBCS超伝導体であることが報告されています。
今回は、PrOs₄Sb₁₂とその関連物質であるLaOs₄Sb₁₂、PrRu₄Sb₁₂、そしてLaRu₄Sb₁₂における核磁気共鳴実験の結果を発表します。
PrOs₄Sb₁₂において、核スピン−格子緩和時間（T₁）は異方的な重い電子系超伝導体のように温度のべき乗に比例せず、BCS超伝導体のようにT_c直下でコヒーレンスピークが観測されることもありませんでした。 典型的なBCS超伝導体LaOs₄Sb₁₂、PrRu₄Sb₁₂とLaRu₄Sb₁₂の結果との比較によって、PrOs₄Sb₁₂における超伝導ギャップの対称性や、超伝導の発現の物理的背景について議論します。

References

• H. Kotegawa et al, Phys. Rev. Lett. 90, 027001 (2003)
• M. Yogi et al,Phys. Rev. B 67, 180501(R) (2003)