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鉄系高温超伝導体における超伝導対称性・発現機構の理論研究

Research Project

Project/Area Number 12J03600
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(理論)
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

齋藤 哲郎  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords鉄系超伝導体 / 超伝導発現機構 / 超伝導ギャップ構造 / 超伝導ギャップ関数
Outline of Annual Research Achievements

鉄系超伝導体の発現機構・対称性として、スピン揺らぎによりs±波超伝導が発現するとするものと軌道揺らぎによりs++波が発現するとする2つの理論が提案されている。これらを見分けるためには、超伝導ギャップ構造の理論的解明が重要である。そこで我々はLiFeAsにおいて3次元的な超伝導ギャップ構造の計算を行った。このため、まずスピン軌道相互作用(SOI)を考慮し、最近のARPES実験により観測されたバンド構造を再現するような3次元強束縛モデルを2種類作成した。そして、相互作用としてクーロン斥力と四重極相互作用の2種類を考え、RPAを用いてにより超伝導ギャップ方程式を解いた。ただし、四重極揺らぎはクーロン斥力のバーテックス補正に由来する。四重極相互作用が大きく、四重極揺らぎによりs++波超伝導ギャップが現れる場合には、非常に小さなホール面のギャップが最も大きくなった。これは、ARPESにより観測されたものをよく再現する。一方、クーロン斥力が大きく、スピン揺らぎがs±波超伝導が現れる場合には、小さなホール面のギャップは、非常に小さくなり、ARPESの実験結果を再現しない。さらに、四重極揺らぎもクーロン斥力が両方が大きくなる場合には、ホール面内でギャップの符号が反転するような「ホールs±波」超伝導ギャップが現れた。LiFeAsの超伝導ギャップは再現しないが、「ホールs±波」は、BaFe2(As,P)2に対する実験により議論されており、一部の鉄系物質で実現している可能性がある。以上の結果から、LiFeAsでは、四重極揺らぎにより、s++波超伝導が発言していると考えられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Reproduction of experimental gap structure in LiFeAs based on orbital-spin fluctuation theory: s++-wave, s±-wave, and hole-s±-wave states2014

    • Author(s)
      Tetsuro Saito, Seiichiro Onari, Youichi Yamakawa, Hiroshi Kontani, Sergey V. Borisenko, and Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 90 Issue: 3 Pages: 035104-035104

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.035104

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nodal gap structure in Fe-based superconductors due to the competition Between orbital and spin fluctuations2013

    • Author(s)
      Tetsuro Saito, Seiichiro Onari, and Hiroshi Kontani
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 88 Issue: 4 Pages: 45115-45115

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.045115

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Three dimensional gap structure of LiFeAs2015

    • Author(s)
      Tetsuro Saito, Seiichiro Onari, Youichi Yamakawa, and Hiroshi Kontani
    • Organizer
      IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2014
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2015-03-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン軌道相互作用を考慮した3次元ギャップ構造の理論解析2014

    • Author(s)
      齋藤哲郎 大成誠一郎 山川洋一 紺谷浩
    • Organizer
      基研研究会「多自由度電子状態と電子相関が生み出す新奇超伝導の物理」
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2014-10-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] LiFeAsおよびBa122における3次元超伝導ギャップの解析2014

    • Author(s)
      齋藤哲郎 大成誠一郎 山川洋一 紺谷浩
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県)
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] LiFeAsにおける3次元ギャプ構造 : 軌道揺らぎ理論による解析2014

    • Author(s)
      齋藤哲郎, 大成誠一郎, 山川洋一, 紺谷浩, Surgey V. Borisenko Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2014-03-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] GAP STRUCTURE OF LIFEAS ANALYZED BY THE ORBITAL FLUCTUATION THEORY2014

    • Author(s)
      Tetsuro Saito, Seiichiro Onari, Youichi Yamakawa, Hiroshi Kontani, Surgey V. Borisenko, and Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Organizer
      The IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2014
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2014-03-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis on Three Dimensional Gap structure of Iron Pnictide LiFeAs2013

    • Author(s)
      Tetsuro Saito, Seiichiro Onari, Youichi Yamakawa, Hiroshi Kontani, Surgey V. Borisenko, and Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Organizer
      International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013
    • Place of Presentation
      The Grand Hall (東京都)
    • Year and Date
      2013-11-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄系超伝導体LiFeAsにおける3次元ギャップ構造の理論解析2013

    • Author(s)
      齋藤哲郎, 大成誠一郎, 山川洋一, 紺谷浩, Surgey V. Borisenko Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Organizer
      鉄系高温超伝導の物理~スピンと軌道の協奏~
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2013-10-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄系超伝導体LiFLeAsにおける3次元ギャップ構造の理論解析2013

    • Author(s)
      齋藤哲郎, 大成誠一郎, 山川洋一, 紺谷浩, Surgey V. Borisenko Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
    • Year and Date
      2013-09-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Line Nodes on the Electron Fermi Surfaces in Iron Pnictides : Analysis on the 3-Dimensional 10 Orbital Model2013

    • Author(s)
      Tetsuro Saito, Seiichiro Onari, Youichi Yamakawa, Hiroshi Kontani, Surgey V. Borisenko, and Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Organizer
      The I The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2013-08-07
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄系超伝導体における電子面のラインノード:3次元10軌道モデルによる解析2013

    • Author(s)
      齋藤哲郎
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2013-03-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄系超伝導体におけるギャップ構造:3次元10軌道モデルによる解析2012

    • Author(s)
      齋藤哲郎
    • Organizer
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Theoretical Study of 3D Superconducting Gap Structure of Iron Based Superconductor2012

    • Author(s)
      Tetsuro Saito
    • Organizer
      IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2012
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 各種鉄系超伝導体における三次元ギャップ関数の研究2012

    • Author(s)
      齋藤哲郎
    • Organizer
      鉄系超伝導体の物理~スピン・軌道・格子~
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-06-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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