氏
名 原 田 期太 授 与 し た 学 位 博 士 専 攻 分 野 の 名 称 理 学
学 位 授 与 番 号 博 甲第 4543 号 学 位 授 与 の 日付 平成 24 年 3 月 23 日
学 位 授 与 の 要 件 自然科学研究 科 先端基礎科学専攻
( 学位 規則第 5 条第 1 項該 当)
学 位 論 文 の 題 目
TuningtheSpin‑OrbitCouplingandTransitionfromtheSpin‑SinglettoSpin‑TripletState inNon‑Centrosymm etricSuperconductorsLi2(Pdl̲xPtx)3B( 空 間反 転対称 性 の破 れた超伝導体
Li2(PdJ̲xPtx)3Bにお けるス ピン軌道相互作 用の 制御 とス ピン一重項 か ら三 重項 状態へ の転移 )
論 文 審 査 委 員 教授 鄭 国慶 教 授 横谷 尚睦 教授 市 岡優典 講 師 川崎慎 司
学位論文 内容の要 旨
lnasuperconductorwith inversionsym metry,therelationv..t,(r)
‑土
vo,b(‑r)isalwaystrue,However,inthe caseofanon‑centrosym etricsuperconductor,therelationvo.b(r)≠j =
V｡,b(一r)allowsamixingofthespinsinglet stateandthespintripletstatesincetheparity conservationisreleased.Theoretically,theextentofthemixingis consideredtobedeterminedbythestrengthofthesplnl0rbitcoupling.However,detailedexperimental Studyis requiredtoobtaininsightintotherelationbetweenspin10rbitcouplingandtheCooperpairssym etry.h thiswork,IstudiedtheevolutionofCooperpair'ssym metrybytuningthespin‑orbitinteractionin Li2(Pdl‑1Ptx)3B.ihavesuccessfullygrownsamplesofLi2(Pd卜xPtx)3B(x‑0,0
.
2,0.
5,0.8,0.84,0,
9,I)bythearc meltingmethod,Thepreparedpoly‑crystalswerecheckedbyXRD tobeofhighquality･Thetemperature dependenceofthespin‑latticerelaxationratell(1/T.)wasmeasured,Itwasfoundthat.1(1/Tl)hasacoherence peakjustbelow Tcforx9 .8whilenocoherencepeakforx≧0.9,whichindicatesthatsIWaVegaPfunctionforx̲
Q .8hasbeenchangedtoline‑nodegapfunctionforx>0.8,195(1/Tl)isalsomeasuredforx
=
0.84,0.9,
1.The resultsareconsistentwit h l
l( 1 / Tl
).
ThetemperaturedependenceoftheKnightshift 195Kwasinvestigatedaswell. Theresultshowsthatthespln‑Slngletstateisdominantforx≦0･8whereasthesplntripletstateisdominantforx≧
0.9.Furtherm ore,themlXlng‑likestatewasobservedforx‑ 0.84.TheNMR investlgationsshow thatthe superconductingpropertiessuddenlychangearoundx‑0.8.Toseekthecauseforthedrasticchange,IstudiedthecrystalstructurebyRietveldanalysisofXRD.Ifound t
hattheangleoftwooctahedronschangesdramaticallyatx‑0.84.Thisresultshowsthatthecrystaldistortionis t
hemostimportanttomixthetripletcomponent.
lnsummary,Ifoundthatthecrystalstructurechangeastoincreasetheextentofthedistortionistheoriginof t
hespinorbitcouplingandtheabruptchangeoftheCooperpairsym metryatx‑0.8.
論文春査結果の要旨
本論文は,物質合成,核磁気共鳴
( NMR)
及びX
線構造解析の実験手法 を用いて,空間反転対称性 の破れた超伝導体 Li2(Pdl̲xPtx)3Bにおけるス ピン軌道相互作用 と超伝導対称性 との関係を明 らかにした 研究成果をまとめたものである｡これまでの研究か らLi2Pd38は等方的なギャップを持つス ピン一重項状態であるのに対 し,LiZPt3Bは 異方的なギャップを持つス ピン三重項状態であることは既 に知 られていた｡ しか し,同一な結晶構造を 持ちなが ら,異なる超伝導対称性 を持つ起源 は明 らかになっていなかった｡
学位 申請者は,Li2(PdJ̲xPtx)3B混晶試料を自ら作成 し,結晶パ ラメータな どを系統的に制御 しなが ら超 伝導対称性の移 り変わ りを
NMR
法によ り精密に調べた｡その結果,超伝導対称性がⅩ〜0 . 8
を境に急激 に変わることを明 らかにした.すなわち,x<0.8の嶺域ではス ピン一重項で等方的なギャップをもつ状 態が支配的で,x>0.8の鎖域ではス ピン三重項で異方的なギャップをもつ状態が支配的であることを見出 した｡
その背後 にある原因を究明するために,学位 申請者は結晶構造の解析 を リー トベル ト法によ り行った｡
その結果,pt(pd)B6八面体 の歪みが
x > 0 . 8
では急激 に増大することを見出 した. この歪みの増大がス ピ ン軌道相互作用を増大させた原因であ り,ス ピン三重項混成の主原因であると結論付けた0本論文は本物質系のみな らず,空間反転対称性の破れた超伝導体全般 に新 しい知見を与えたものであ り,博士学位 に値すると認めるC
