私たちは、固体中の電子が強く相互作用している強相関系を舞台とした多彩な物性現象を研究しています。室温よりはるかに低い温度では物質は量子統計力学的効果に支配され、超伝導に代表される日常感覚とはかけ離れた現象が起こります。このような現象の発見や理解を目指して私たちは日々実験に励んでいます。

物質の微視的性質

石田教授、北川准教授のグループは、核磁気共鳴法（NMR）を用いて原子レベルの視点から様々な超伝導体、磁性体を研究しています。以下に最近の結果を紹介します。

ウラン系強磁性体における超伝導の研究

マイスナー効果を持つ超伝導は、強磁性（磁石のような性質）とは相容れないものだと考えられていました。しかし近年、強磁性でありながら超伝導になる物質が発見され、興味を集めています。当研究室では強磁性超伝導体UCoGeの研究を進め、強磁性体がまさに強磁性体であるが故に超伝導にもなるという新しい超伝導発現機構を世界で初めて検証しました。また、この特異な超伝導発現には一軸異方性（イジング性）の強い強磁性が重要であると考えられています。磁場をかけることでイジング性の強い強磁性を誘起できるメタ磁性体UCoAlに注目し、NMRを用いて磁気的性質を研究しています。

鉄系超伝導体の研究

近年、強磁性元素としてなじみ深い鉄を含む物質が高温超伝導体であるという発見が東工大の細野教授のグループよりなされました。これら鉄系高温超伝導体は、元々反強磁性体なのですが、元素を置換したり圧力を加えることで超伝導を示すようになります。当研究室では、鉄系高温超伝導体で最初に発見されたLaFeAs(O,F)系における磁性と超伝導の関係や鉄系超伝導が非従来型超伝導であることを明らかにしました。また、最近ではBaFe2(As,P)2における磁気揺らぎ・磁気秩序と超伝導の関係性や、関連物質であるCe(Fe,Ru)POでの異常な磁気的な性質についても報告しています。ところで、右の図には、様々な異方的超伝導体における母物質の反強磁性転移温度と各系の最高の超伝導転移温度を示しています。非常に興味深いことに、母物質の反強磁性と超伝導の強さには相関が見られるようです。このような、物質をまたいだ広い視点での理解を今後進めていきたいと考えています。