2020 Fiscal Year Annual Research Report
鉄カルコゲナイド超伝導体薄膜における新奇超伝導現象の探索
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19K14651
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鍋島 冬樹 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30782776)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 鉄カルコゲナイド超伝導 / 薄膜 / 磁性 / ミュオンスピン緩和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉄カルコゲナイドFeSeの超伝導の解明には，超伝導相に隣接して存在する電子ネマティック相および反強磁性相との関連を調べることが重要である．FeSeのSeサイトを同族元素であるSで置換すると，キャリアドープ無しに格子の歪を導入できる．SはSeよりもイオン半径が小さく，S置換によりFeSeの格子定数は小さくなる．すなわちS置換は化学的な圧力と考えることができる．FeSeは静水圧を印加することで反強磁性が出現することが知られているが，これまで化学圧力による磁性の出現は報告されていなかった．一方，パルスレーザー堆積法により作製したFe(Se,S)薄膜は低温で磁気転移由来と思われる電気抵抗の異常が観測されていた．本研究では，この電気抵抗の異常が磁気転移に由来するものかを明らかにするために，Fe(Se,S)薄膜試料のミュオンスピン緩和の実験をスイスのPSIで行った．時間スペクトルおよびその2成分解析から，確かにFe(Se,S)薄膜は電気抵抗の異常が見られる温度で磁気転移を示すことが明らかになった．静水圧下のFeSeにおける磁性は長距離秩序であるのに対し，Fe(Se,S)薄膜の磁気秩序は短距離秩序であり，内部磁場の大きさも静水圧下のFeSeの磁気秩序に比べて少し弱いものの，概ね似た性質を示すことがわかった．電子ネマティック相および磁気秩序相の圧力による変化は物理圧力・化学圧力ともに似た振る舞いを示すが，超伝導相の振る舞いは両者で大きく違っており，静水圧ではTcが40K付近まで上昇するものの，化学圧力では単調に減少する振る舞いが観測される．この違いの原因は現時点でわかっていないが，これを明らかにすることは鉄カルコゲナイドの高温超伝導の起源の解明に繋がる可能性がある．
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[Journal Article] Orbital mixing at the onset of high-temperature superconductivity in FeSe1-xTex/CaF22021
Author(s)
K. Nakayama, R. Tsubono, G. N. Phan, F. Nabeshima, N. Shikama, T. Ishikawa, Y. Sakishita, S. Ideta, K. Tanaka, A. Maeda, T. Takahashi, and T. Sato
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Journal Title
Physical Review Research
Volume: 3
Pages: L012007/1-6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Sulfur-induced magnetism in FeSe1－xSx thin films on LaAlO3 revealed by muon spin rotation/relaxation2021
Author(s)
F. Nabeshima, Y. Kawai, N. Shikama, Y. Sakishita, A. Suter, T. Prokscha, S. E. Park, S. Komiya, A. Ichinose, T. Adachi, and A. Maeda
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 103
Pages: 184504/1-8
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Fe(Se, Te)高温超伝導薄膜の高分解能ARPES2020
Author(s)
中山耕輔, 坪野竜治, 大和田健太, 鍋島冬樹, 色摩直樹, 石川智也, 崎下雄稀, 前田京剛, 高橋隆, 佐藤宇史
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
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[Presentation] 高濃度S置換Fe(Se, S)薄膜における磁気秩序2020
Author(s)
鍋島冬樹, 河合優茉, 色摩直樹, 崎下雄稀, A. Suter, パクサンウン, 小宮世紀, 一瀬中, 足立匡, 前田京剛
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
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