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2015 Fiscal Year Annual Research Report

鉄ニクタイド超伝導体におけるディラックコーン状態の磁場中輸送特性の研究

Research Project

Project/Area Number 14J06798
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

浦田 隆広  東北大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Keywords鉄系超伝導体 / 不純物置換効果 / ディラック電子系 / 超伝導対称性
Outline of Annual Research Achievements

鉄系超伝導体の母物質であるBaFe$_2$As$_2$においては、反強磁性相転移に伴いディラックコーン電子状態が発現することが知られているが、不純物置換を利用したキャリア制御は未解明の点が多い。平成27年度は前年度に引き続き、BaFe$_2$As$_2$へのホールドープ系となり、かつ散乱の効果が弱いと考えられるBaサイトへのK置換に着眼し研究を進めた。しかし、純良単結晶育成の難しさから、詳細な物性測定は行うことが出来ていない現状である。但し、同時に進めていたFeSe単結晶への不純物置換に成功し、電子相図及び超伝導対称性に関する知見を得た。こちらについて以下に示す。
FeSeは最も単純な構造を有す鉄系超伝導体であるが、反強磁性相転移を有さないなど、特異な性質を示す。近年では、薄膜化によって超伝導転移温度が鉄系超伝導体では最高となる60Kを超えるという報告もあり、この系の物性解明は鉄系超伝導体全体の理解には不可欠であると考えられる。しかし、近年までは純良な単結晶が得られてこなかったことが原因で、研究が進んでいなかった。我々は平成26年度には、FeSe母物質で軌道秩序の発現とそれに起因する高易動度ディラックコーン電子状態の発現を輸送特性から示唆した。平成27年度は、CoとSを置換した単結晶育成に成功し、電子相図の提案を行った。さらに、残留抵抗を詳細に解析することで、超伝導機構には軌道揺らぎ媒介のs++-波の寄与があることを見出した。平成27年度後半には、FeSeに関して非磁性ネマティック秩序の量子臨界現象に着目した研究を行い、現在論文執筆を進めている。以上の様に、FeSe系について期待以上の成果を得ることができたと言える。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Superconductivity pairing mechanism from cobalt impurity doping in FeSe: spin (s+-) or orbital (s++) fluctuation2016

    • Author(s)
      T. Urata, Y. Tanabe, K. K. Huynh, Y. Yamakawa, H. Kontani, and K. Tanigaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 93 Pages: 014507-1, -9

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.93.014507

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emergence of high-mobility minority holes in the electrical transport of the Ba(Fe1-xMnxAs)2 iron pnictides2015

    • Author(s)
      T. Urata, Y. Tanabe, K. K. Huynh, S. Heguri, H Oguro, K. Watanabe, and K. Tanigaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 91 Pages: 174508-1, -7

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.91.174508

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced superconducting transition temperature in hyper-interlayer-expanded FeSe despite the suppressed electronic nematic order and spin fluctuations2015

    • Author(s)
      M. M. Hrovat, P. Jeglic, M. Klanjsek, T. Hatakeda, T. Noji, Y. Tanabe, T. Urata, K. K. Huynh, Y. Koike, K. Tanigaki, and D. Arcon
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 92 Pages: 094513-1, -6

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.92.094513

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 不純物置換した単結晶FeSeにおける電気抵抗率からみた電子相図2016

    • Author(s)
      浦田隆広
    • Organizer
      日本物理学会 71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 不純物置換から見たFeSeの超伝導ギャップ構造2015

    • Author(s)
      浦田隆広
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] Impurity substitution effects on superconductivity in FeSe single crystal2015

    • Author(s)
      浦田隆広
    • Organizer
      International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S)
    • Place of Presentation
      ジュネーブ(スイス)
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-28
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-12-27  

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