2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study for electronic state of pressure-indeced superconductivity in iron-based ladder-type material and search for related superconductors
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16H04019
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
高橋 博樹 日本大学, 文理学部, 教授 (80188044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山内 徹 東京大学, 物性研究所, 技術専門職員 (10422445)
大串 研也 東北大学, 理学研究科, 教授 (30455331)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | はしご型鉄化合物 / 超伝導 / 高圧 / 圧力誘起超伝導 / 鉄系超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らによる新しいタイプの擬1次元超伝導体、はしご型構造を持つ鉄化合物BaFe2S3の発見をきっかけとする研究であり、その物理的性質および超伝導発現条件を明らかにすること、関連する周辺物質を開発することを目的として研究を推進した。スピンラダー型鉄化合物の超伝導性が、銅酸化物と同様にモット絶縁体を金属化することで発現すること、また、1気圧での磁性相と超伝導の関係が密接であること、などの結果から、鉄系超伝導や銅酸化物超伝導などの高温超伝導体の機構解明の手がかりが得られることが期待されている。
BaFe2S3は1気圧で約120 Kのネール温度をもつ反強磁性モット絶縁体であり、約11 GPaで金属－絶絶縁体転移を示し、超伝導を示す。Tcは圧力に対しドーム型の変化を示し、約17 Kの最高Tcを示し17 GPa以上では超伝導を示さない。一方、同じはしご型構造と反強磁性（磁気構造は異なる）を示すBaFe2Se3は、高圧下でも金属化せず， 超伝導を示していなかった。平成29年度に、BaFe2Se3に関して良質の単結晶が合成され、高圧下で物性測定を行ったところ、キュービックアンビルによる高圧実験により金属化が確認された。しかしながら超伝導は観測されておらず、ダイヤモンドアンビルセルでより高圧を目指した実験を行った。結果から、11 GPa付近で金属－絶縁体転移を示し、金属化するとほぼ同時に超伝導と思われる抵抗減少が11 K付近に観測された。超伝導であることの確証を得るための高圧磁気測定を現在進めている。また、11 GPaでは磁性が残存しているとの海外の報告もあることから、磁性が完全に抑制されると思われるさらに高い圧力まで実験を進めたが、現時点では特に異常なふるまいは観測されていない。超伝導を示すBaFe2S3との混晶系についても高圧下で調べており、超伝導と思われる電気抵抗異常を観測している。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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