2014 Fiscal Year Annual Research Report
角度分解光電子分光による鉄系超伝導体の超伝導ギャップ対称性と擬ギャップ相図の解明
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24740215
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中山 耕輔 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40583547)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光電子分光 / 高温超伝導 / 鉄系超伝導体 / 電子状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な励起エネルギーを用いて鉄系超伝導体の高分解能ARPES測定を行い、バルク電子状態を三次元的に決定した。その結果、FeSeにおいて、低温で回転対称性の破れを伴う電子状態の劇的な変化を観測し、電子ネマティック状態が実現することを明らかにした。他の鉄系超伝導体の結果と比較を行い、鉄系超伝導体の母物質では電子ネマティック相が共通して現れる可能性を示唆した。また、非従来型超伝導の起源を理解する上で、ネマティック相の存在を考慮する必要があることを明らかにした。さらに、電子状態に対するCo置換効果を測定し、電子相図のドープ量依存性を解明した。
基板応力を利用して圧力を印加したFeSeの高分解能ARPES測定を行い、超伝導の圧力依存性の起源について知見を得た。負の圧力下では、フェルミ面のトポロジーに変化が生じ、それに伴って超伝導が消失することを見出した。一方で、正の圧力下ではフェルミ準位近傍のエネルギーバンド間の重なり合いが増大し、その結果、大きなフェルミ面が形成されることを明らかにした。観測したフェルミ面形状の変化に起因したキャリアの増加が、高圧下における高温超伝導の発現に関わっている可能性を示唆した。
SrTiO3半導体基板上に作成したFeSe超薄膜のキャリア量を制御する新たな手法を開発した。これにより、広いドープ領域に亘る系統的な研究を実現した。新たに開発した手法を用いて、膜厚とキャリア量を同時に制御したFeSeの高分解能ARPES測定を行い、三次元的な電子相図を決定することに成功した。また、SrTiO3基板の存在が、超薄膜における高温超伝導発現に重要な役割を果たしていることを明らかにした。
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[Journal Article] Evolution from incoherent to coherent electronic states and its implications for superconductivity in FeTe1-xSex2014
Author(s)
E. Ieki, K. Nakayama, Y. Miyata, T. Sato, H. Miao, N. Xu, X.-P. Wang, P. Zhang, T. Qian, P. Richard, Z.-J. Xu, J. S. Wen, G. D. Gu, H. Q. Luo, H.-H. Wen, H. Ding, and T. Takahashi
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 89
Pages: 140506(R)-1-5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] High-resolution ARPES study of strain effects on the electronic structure of FeSe2015
Author(s)
G. N. Phan, K. Nakayama, Y. Miyata, K. Sugawara, T. Sato, Y. Tanabe, T. Urata, K. Tanigaki, F. Nabeshima, Y. Imai, A. Maeda, and T. Takahashi
Organizer
Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
Place of Presentation
Geneva
Year and Date
2015-08-23 – 2015-08-28
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[Presentation] Strain effects on the electronic structure of FeSe2014
Author(s)
Giao Phan, Yasunari Miyata, Kosuke Nakayama, Katsuaki Sugawara, Takafumi Sato, Takashi Takahashi, Youichi Tanabe, Takahiro Urata, Katsumi Tanigaki, Fuyuki Nabeshima, Yoshinori Imai, Atsutaka Maeda
Organizer
日本物理学会 2014年秋季大会
Place of Presentation
中部大学(春日井)
Year and Date
2014-09-07 – 2014-09-10
