<講義ノート>マクロとミクロ測定から見る圧力誘起量子相転移(第61回物性若手夏の学校 集中ゼミ)

Abstract

物性物理の分野では環境を変化させることによって物理現象をコントロールすることが可能である。これは物性物理という分野の醍醐味の一つであり、温度、磁場、圧力に代表されるパラメータは多彩な物性を生みだす源である。研究の上ではぞれぞれの環境下における状態を観測し評価するための精密測定が重要であるし、また、数多くの実験手法が存在する。それら複数の手法の長所と短所を理解し、実験データを包括的に検証することはその物性理解のためには欠かせない。この集中ゼミでは圧力下における超伝導、量子臨界点などの量子相転移現象を対象とし、電気抵抗などのマクロ測定と、ミクロ測定であるNMR(核磁気共鳴)の実験データを共に検証することで、その物性理解への道筋を紹介したい。両測定とも圧力セル中でも比較的容易に実験を行うことが出来るため、圧力下の物性測定では大いに活躍する。我々が主として用いているインデンター型圧力セルを紹介した後、NMRの原理を簡単に説明し、具体例として圧力誘起超伝導体CrAsの結果を紹介する。CrAsは古くから知られたヘリカル磁性体であるが、近年圧力下で磁気秩序相が消失し2.2Kの超伝導を示すことが明らかになった物質である。ゼミでは強磁性の量子臨界点を持つUCoAlの結果についても紹介する予定である。