角度分解トンネル分光測定の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24654103
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 笠原 成 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10425556)
• Keywords: 超伝導対称性 / 異方的超伝導

Research Abstract

近年数多く発見されている非従来型と考えられる超伝導体において、超伝導ギャップ関数の対称性を決定することは物性物理における重要問題の一つである。特に、超伝導ギャップ関数にラインノードが存在する場合、その位置を特定し、超伝導対称性を決定することが重要となる。本年度は、
1. 鉄系超伝導体の一つFeSeについて、これまでにない純良単結晶を用いて、極低温における熱伝導率、及び磁場侵入長測定をおこない、準粒子の低エネルギー励起を調べた。その結果、この物質は超伝導ギャップ関数にラインノードをもつ異方的超伝導体であることが明らかになった。過去の実験からこの物質は不純物散乱の多い単結晶においては、ノードレスな超伝導状態をとることが報告されている。このように不純物散乱によってノーダルからノードレスとギャップ構造が変化する事実は、観測されたラインノードが超伝導ギャップの大きな異方性に起因して現れる偶発ノードであることを示しており、この物質の超伝導対称性は本質的にA1g対称性を持っていることを示す。ラインノード構造の存在は走査型トンネル顕微鏡を用いたトンネル分光測定からも確認され、やはり本物質の超伝導対称性がA1g対称性であることを示している。
2. 分子線エピタキシー法を用いて、重い電子系超伝導体であるCeCoIn5と非磁性金属であるYbCoIn5を積層させ、さらにYb層に空間変調を導入することで空間反転対称性の破れた人工超格子の作製を行った。上部臨界磁場の角度依存性、温度依存性の両者を異なる変調構造について調べ、大きな空間変調を導入することでパウリ効果が抑制され軌道対破壊効果が支配的になることが明らかになった。
3. 前年度得られた鉄系超伝導体Ba1-xKxFe2As2の高ホールドープ域における超伝導対称性に関して、磁場侵入長の追加実験を行い、Phys. Rev. B誌において成果発表を行った。

Research Products

• [Journal Article] Doping Evolution of the Quasiparticle Excitations in Heavily Hole-Doped Ba1-xKxFe2As2: A Possible Superconducting Gap with Sign-Reversal between Hole Pockets (2014)
  • Author(s): D. Watanabe, T. Yamashita, Y. Kawamoto, S. Kurata, Y. Mizukami, T. Ohta, S. Kasahara, M. Yamashita, T. Saito, H. Fukazawa, Y. Kohori, S. Ishida, K. Kihou, C. H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, A. B. Vorontsov, T. Shibauchi, and Y. Matsuda,
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 89 Pages: 115112
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.115112
• [Presentation] 鉄系超伝導における量子臨界現象とネマティック電子状態の研究 (2014)
  • Author(s): 笠原成
  • Organizer: 日本物理学会 第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 (神奈川県)
  • Year and Date: 20140327-20140330
  • Invited
• [Presentation] STM/STS測定で見たFeSe純良単結晶の超伝導ギャップ (2014)
  • Author(s): 綿重達哉，花栗哲郎，幸坂祐生，岩谷克也，付英双，笠原成，渡辺大樹，水上雄太，三上拓也，川本雄太，蔵田聡，芝内孝禎，松田祐司, A.E. Boehmer，Thomas Wolf，C. Meingast，H. v. Loehneysen
  • Organizer: 日本物理学会 第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 (神奈川県)
  • Year and Date: 20140327-20140330
• [Presentation] FeSeにおける準粒子干渉効果 (2014)
  • Author(s): 花栗哲郎，綿重達哉，幸坂祐生，岩谷克也，付英双，笠原成，渡辺大樹，水上雄太，三上拓也，川本雄太，蔵田聡，芝内孝禎，松田祐司, A.E. Boehmer，Thomas Wolf，C. Meingast，H. v. Loehneysen
  • Organizer: 日本物理学会 第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 (神奈川県)
  • Year and Date: 20140327-20140330
• [Presentation] FeSe純良単結晶における輸送現象測定 (2014)
  • Author(s): 遠藤僚太，山下卓也，三上拓也，笠原成，芝内孝禎，松田祐司，Anna Boehmer，Thomas Wolf，Christoph Meingast，Hilbert v. Loehneysen
  • Organizer: 日本物理学会 第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 (神奈川県)
  • Year and Date: 20140327-20140330
• [Presentation] Influence of twin boundaries on superconducting gap nodes in FeSe single crystal studied by STM/STS (2014)
  • Author(s): T. Watashige, T. Hanaguri, Y. Kohsaka, K. Iwaya, Y. Fu, S. Kasahara D. Watanabe Y. Mizukami T. Mikami Y. Kawamoto S. Kurata T. Shibauchi Y. Matsuda, A.E. Boehmer, T. Wolf, C. Meingast, H. v. Loehneysen
  • Organizer: APS March Meeting 2014
  • Place of Presentation: Denver, Colorado (USA)
  • Year and Date: 20140303-20140307
• [Presentation] Quasi-particle interference and possible orbital order in FeSe (2014)
  • Author(s): T. Hanaguri, T. Watashige, Y. Kohsaka, K. Iwaya, Y. Fu, S. Kasahara D. Watanabe Y. Mizukami T. Mikami Y. Kawamoto S. Kurata T. Shibauchi Y. Matsuda, A.E. Boehmer, T. Wolf, C. Meingast, H. v. Loehneysen
  • Organizer: APS March Meeting 2014
  • Place of Presentation: Denver, Colorado (USA)
  • Year and Date: 20140303-20140307
• [Presentation] The gap structure of BaFe2(AsxP1-x)2 determined from specific heat measurements (2014)
  • Author(s): L. Malone, Y. Mizukami, P. Walmsley, C. Putzke, S. Kasahara, T. Terashima, T. Shibauchi, Y. Matsuda, A. Carrington
  • Organizer: APS March Meeting 2014
  • Place of Presentation: Denver, Colorado (USA)
  • Year and Date: 20140303-20140307
• [Presentation] Nodal superconducting state in clean single crystals of FeSe (2014)
  • Author(s): S. Kasahara, T. Mikami, Y. Kawamoto, S. Kurata, D. Watanabe, T. Shibauchi, Y. Matsuda, A.E. Boehmer, T. Wolf, C. Meingast, H. v. Loehneysen
  • Organizer: APS March Meeting 2014
  • Place of Presentation: Denver, Colorado (USA)
  • Year and Date: 20140303-20140307
• [Presentation] Nodal s-wave superconductivity in iron-based superconductors (2013)
  • Author(s): S. Kasahara
  • Organizer: International Union of materials Research Society- International Conference in Asia IUMRS-ICA 2013
  • Place of Presentation: Bangalore, India
  • Year and Date: 20131216-20131220
  • Invited
• [Presentation] FeSe純良単結晶における磁場侵入長および熱伝導率測定 (2013)
  • Author(s): 笠原成，渡邊大樹，水上雄太，三上拓也，川本雄太，藏田聡信，芝内孝禎，松田祐司，Anna Boehmer，Thomas Wolf，Peter Adelmann，Christoph Meingasｔ
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島県）
  • Year and Date: 20130926-20130929
• [Presentation] 電子線照射したBaFe2(As1-xPx)2における点欠陥の磁気的性質 (2013)
  • Author(s): 水上雄太，川本雄太，蔵田聡信，三上拓也，橋本顕一郎，笠原成，M. Konczykowski，C. J. van der Beek，B. Boizot，R. Prozorov，Y. Wang，A. Kreisel，P. J. Hirschfeld，V. Mishra，松田祐司，芝内孝禎
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島県）
  • Year and Date: 20130926-20130929
• [Presentation] 重い電子系ABAB’型人工超格子における空間反転対称性の超伝導への影響 (2013)
  • Author(s): 遠藤僚太，Swee K. Goh，下澤雅明，小林遼，西山卓也，渡邊大樹, 池田浩章，笠原成，柳瀬陽一，寺嶋孝仁，芝内孝禎，松田祐司
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島県）
  • Year and Date: 20130926-20130929