2025-03-06 東京大学,科学技術振興機構
東京大学大学院理学系研究科の酒井明人講師と中辻知教授らによる研究グループは、高次多極子モーメント（以下多極子）によって駆動される超伝導特性を初めて包括的な実験によって明らかにしました。
◆本研究では多極子秩序と超伝導が共存する極低温度の量子相において、希釈冷凍機 中に自作の比熱測定および磁化測定システムを導入することで、多極子秩序中の非従来型超伝導の特性を世界で初めて明らかにしました。多極子が主役となる量子材料を利用した革新的なテクノロジーへ繋がることが期待されます。
＜関連情報＞
- https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10708/
- https://www.jst.go.jp/pr/announce/20250306-3/pdf/20250306-3.pdf
- https://www.nature.com/articles/s41467-025-57262-2
PrTi2Al20における多極子秩序と多極子誘起超伝導の相互作用 Interplay between multipolar order and multipole-induced superconductivity in PrTi2Al20
Akito Sakai,Yosuke Matsumoto,Mingxuan Fu,Takachika Isomae,Masaki Tsujimoto,Eoin O’Farrell,Daisuke Nishio-Hamane & Satoru Nakatsuji
Nature Communications Published:03 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-57262-2
Abstract
Multipolar moments entail a new route to tackle frontier problems in superconductivity (SC). A key progress in the search for multipolar SC is the discovery of PrTr2Al20 (Tr = Ti, V), which possesses quadrupolar and octupolar but no magnetic dipolar moments. The Kondo entanglement of these multipolar moments with conduction electrons leads to exotic SC within the multipolar ordered phase, though the precise nature of the SC remains unexplored. We experimentally investigate the SC gap structure of SC in PrTi2Al20 and its La-doping evolution. Our results indicate deviations from a single s-wave gap, instead favoring nodal d-wave or multiple gaps. While the SC is robust against La dilution, the SC gap structure changes with minimal La doping, coinciding with a sharp change in the ferroquadrupolar (FQ) order. This suggests an intimate link between the quadrupolar order parameter and SC pairing, providing insight into the coexistence of SC with multipolar order.
