2012 Fiscal Year Annual Research Report
鉄系超伝導体における超伝導ギャップの位相構造の解明
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24340089
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
花栗 哲郎 独立行政法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (40251326)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 鉄系超伝導体 / STM/STS / 超伝導ギャップ / 準粒子干渉効果 |
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| Research Abstract |
鉄系超伝導体では、その高い超伝導転移温度をもたらす機構として、非連結Fermi面間のネスティングに起因するスピン揺らぎ機構が提唱されている。この機構によると、波数空間のΓ点近傍のホールFermi面と、M点近傍の電子Fermi面で、超伝導ギャップの位相が反転する、いわゆるs±波超伝導が実現する。このことを確かめるためには、ホール面と電子面に開く超伝導ギャップ間の位相差を実験的に検出する必要がある。STM/STSを用いて観測されるBogoliubov準粒子の干渉効果の磁場依存性により、位相構造の決定が可能であるが、これまでこのような実験が行われた例は、Fe(Se,Te)に限られている。Fe(Se,Te)ではs±波超伝導を示唆する結果が得られているが、この系はTeドーピングによる欠陥を含む乱れた系であるので、よりクリーンな系での実験が望まれている。本研究では、京大、カールスルーエ工科大グループからTeを含まない高純度FeSe単結晶試料の提供を受け、Bogoliubov準粒子干渉効果の磁場依存性の測定を行った。
超伝導状態でのトンネルスペクトルは清華大グループの先行研究同様V字型をしており、超伝導ギャップにノードが存在することが示唆された。超伝導ギャップ以下のエネルギーでの準粒子干渉パターンをFourier解析したところ、Fe(Se,Te)の場合と同様、電子面間の散乱とホール面電子面間の散乱に相当する波数を持つ二つの信号が観測された。それぞれの信号強度は、磁場を印加すると前者は増加し、後者は減少した。この振る舞いはs±波で期待されるものであり、ノードが存在しても、全体としてホール面と電子面間の超伝導ギャップの位相は反転していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度納品が遅れていた超伝導マグネットが納品され、実験が順調に推移し始めた。。
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| Strategy for Future Research Activity |
FeSeの電子状態が当初期待しよりもはるかに多彩な側面を持つことが明らかになりつつあるので、当面、FeSeの研究に注力する。準粒子干渉効果の磁場依存性、超伝導ギャップに与える双晶の影響、渦糸の電子状態等を明らかにすることを目標にする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
納品予定であった超伝導マグネットシステムが、業者の都合で平成24年度に納品されなかったため、補助金の繰り越しを行った。
超伝導マグネットシステムはすでに納品され、問題なく稼働しているので、本装置に予定していた予算額はすでに使用済みである。
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[Journal Article] Evidence for a cos(4φ) Modulation of the Superconducting Energy Gap of Optimally Doped FeTe0.6Se0.4 Single Crystals Using Laser Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy2012
Author(s)
K. Okazaki, Y. Ito, Y. Ota, Y. Kotani, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C. -T. Chen, S. Niitaka, T. Hanaguri, H. Takagi, A. Chainani and S. Shin
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 109
Pages: 237011
DOI
Peer Reviewed
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