2019 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of the superconducting fluctuation in high-Tc superconductor by precise torque magnetometry
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18K13501
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
高橋 英幸 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 助教 (10759989)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超伝導揺らぎ / 磁気トルク測定 / 鉄系超伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度にフェルミエネルギーに対して超伝導ギャップが異常に大きく、BCS-BECクロスオーバー領域にある超伝導体として注目されていた鉄系超伝導体FeSeの超伝導揺らぎの高感度観測に成功した。本年度はこの物質中のSeをSに置換したFe(Se,S)系の磁気トルク測定を行い、超伝導の電子相図と超伝導揺らぎの間の関係を見出すことを目指した。しかし単結晶試料作製において生じるS置換量の空間的な不均質性を解消できず、純良な試料が得られなかったため、磁気トルク測定を断念せざるを得なかった。
FeSe単結晶の実験結果からは、磁気トルクから見た超伝導揺らぎと、高周波スペクトロスコピーから見た超伝導揺らぎは、ギンツブルグ-ランダウの現象論でほぼコンシステントに説明できた。高周波スペクトロスコピーは、近接場を用いた手法により空間的な不均質性に起因する問題を回避できるので、S置換系に関してはこの手法のほうが超伝導揺らぎの測定に効果的と考えられる。そこで本年度途中から、高周波近接場顕微鏡を用いた揺らぎ測定にシフトしている。前年度カンチレバー励振用に購入したPID/PLLオプション付きのロックインアンプを転用して、原子間力フィードバック方式の近接場顕微鏡を開発中である。研究期間内では、高周波像を得るまでには至っていないが、今後も継続して研究を行う。
トルク測定の技術開発としては、新たな進展があった。揺らぎ測定の試行錯誤の過程で、カンチレバーに加えて、極微小試料に対応した新しいタイプのメンブレントルクセンサーの使用を試み、カンタムデザイン社の物理特性測定システム中で使用できることが確認できた。このセンサーは磁気トルク測定に限らず、力検出型の磁気共鳴測定法としても今後の応用が期待できる。
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