2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25220710
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
松田 祐司 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50199816)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芝内 孝禎 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (00251356)
笠原 成 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10425556)
花栗 哲郎 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, その他 (40251326)
寺嶋 孝仁 京都大学, 学内共同利用施設等, 教授 (40252506)
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Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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Keywords | 重い電子 / 超伝導 / 人工超格子 / 量子臨界点 / 空間反転対称性 / 界面制御 / 分子線エピタキシー / 走査型トンネル顕微鏡 |
Outline of Annual Research Achievements |
当該研究は、これまで不可能であった重い電子の人工制御により自然界には存在しない2次元重い電子系物質を人工創製し、新奇な電子状態やエキゾチックな超伝導状態の創出と解明、更には、関連する重い電子系物質や鉄系超伝導体などの非従来型超伝導における電子状態、超伝導状態の包括的な解明を目的とする.
① 本プロジェクトでは、重要課題の一つとして、独自の希土類分子線エピタキシー(MBE)装置と走査型トンネル顕微鏡(STM)装置を結合させたMBE-STM一体装置の開発を行い、バルク結晶では不可能であった原子レベルで平坦かつ清浄な表面における重い電子状態の「その場観察」と解明に取り組んでいる.本年度は、初年度に引き続き、同装置の立ち上げに取り組んだ.MBE装置では原子レベルで平坦な高品質の重い電子系エピタキシャル薄膜が再現性良く得られていることが高速電子線回折像とX線回折から確認された.また、STM測定においては特に種々のノイズ対策と鉄系超伝導体バルク単結晶を用いた試験測定を行い、原子の鮮明なトポグラフ像とトンネルスペクトルが得られるようになった.
② 現有のMBE装置を用いて、様々な人工超格子の作製に取り組んだ。特に、層状重い電子系化合物であるCe115系に関して、重い電子系超伝導体と通常金属の積層構造(CeCoIn5/YbCoIn5)、重い電子系反強磁性体と通常金属の積層構造(CeRhIn5/YbRhIn5)、重い電子系超伝導体のトリコロール格子(YbRhIn5/CeCoIn5/YbCoIn5)、更には重い電子系超伝導体と重い電子系反強磁性体のハイブリッド超格子(CeCoIn5/ CeRhIn5)の作製に成功した.これらの重い電子系人工超格子について、その電子状態および超伝導特性に関する詳細を調べている.
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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
様々な人工超格子の作製に取り組み、特に、層状重い電子系化合物であるCe115系に関して、重い電子系超伝導体と通常金属の積層構造(CeCoIn5/YbCoIn5)、重い電子系反強磁性体と通常金属の積層構造(CeRhIn5/YbRhIn5)、重い電子系超伝導体のトリコロール格子(YbRhIn5/CeCoIn5/YbCoIn5)、更には重い電子系超伝導体と重い電子系反強磁性体のハイブリッド超格子(CeCoIn5/ CeRhIn5)の作製に成功した.現在、各々の人工超格子について電子状態および超伝導特性について研究を進めている.これに加えて、核磁気共鳴実験グループやTHz応答研究グループとの共同研究により、人工超格子における異常な電子状態の研究に取り組み、バルク物質にはない興味深い電子状態の研究が着実に進んでいる.
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Strategy for Future Research Activity |
当該研究の重要なプロジェクトの一つである分子線エピタキシー(MBE)装置と走査トンネル顕微鏡(STM)を結合させた装置によって、重い電子系化合物の薄膜において初めてのトンネル分光測定を実現する.これによりバルク劈開面よりも詳細なトポグラフ像とスペクトラム観測を行い、近藤混成ギャップと超伝導ギャップの明瞭な観測を実現する.更に、MBE法の特徴を活かしてCeCoIn5に微量なLa元素を不純物として人工的に導入し、制御された不純物周りでの近藤ホールの観測を行なう.
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Research Products
(42 results)
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[Journal Article] Fermi Surface of IrTe2 in the Valence-Bond State as Determined by Quantum Oscillations2015
Author(s)
S. F. Blake, M. D. Watson, A. McCollam, S. Kasahara, R. D. Johnson, A. Narayanan, G. L. Pascut, K. Haule, V. Kiryukhin, T. Yamashita, D. Watanabe, T. Shibauchi, Y. Matsuda, and A. I. Coldea
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 91
Pages: 121105(R)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Structural Origin of the Anomalous Temperature Dependence of the Local Magnetic Moments in the CaFe2As2 Family of Materials2015
Author(s)
L. Ortenzi, H. Gretarsson, S. Kasahara, Y. Matsuda, T. Shibauchi, K. D. Finkelstein, W. Wu, S. R. Julian, Y.-J. Kim, I. I. Mazin, and L. Boeri
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 114
Pages: 047001
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Colossal Thermomagnetic Response in the Exotic Superconductor URu2Si22015
Author(s)
T. Yamashita, Y. Shimoyama, Y. Haga, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, Y. Onuki, H. Sumiyoshi, S. Fujimoto, A. Levchenko, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
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Journal Title
Nature Physics
Volume: 11
Pages: 17-20
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Disorder-Induced Topological Change of the Superconducting Gap Structure in Iron Pnictides2015
Author(s)
Y. Mizukami, M. Konczykowski, Y. Kawamoto, S. Kurata, S. Kasahara, K. Hashimoto, V. Mishra, A. Kreisel, Y. Wang, P. J. Hirschfeld, Y. Matsuda, and T. Shibauchi
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 5
Pages: 5657
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Anomalous Critical Fields in Quantum Critical Superconductors2014
Author(s)
C. Putzke, P. Walmsley, J. D. Fletcher, L. Malone, D. Vignolles, C. Proust, S. Badoux, P. See, H. E. Beere, D. A. Ritchie, S. Kasahara, Y. Mizukami, T. Shibauchi, Y. Matsuda, and A. Carrington
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 5
Pages: 5679
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Anisotropy of the Superconducting Gap in the Iron-Based Superconductor BaFe2(As1-xPx)22014
Author(s)
T. Yoshida, S. Ideta, T. Shimojima, W. Malaeb, K. Shinada, H. Suzuki, I. Nishi, A. Fujimori, K. Ishizaka, S. Shin, Y. Nakashima, H. Anzai, M. Arita, A. Ino, H. Namatame, M. Taniguchi, H. Kumigashira, K. Ono, S. Kasahara, T. Shibauchi, T. Terashima, Y. Matsuda, et al.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 4
Pages: 7292
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Field-Induced Superconducting Phase of FeSe in the BCS-BEC Cross-over2014
Author(s)
S. Kasahara, T. Watashige, T. Hanaguri, Y. Kohsaka, T. Yamashita, Y. Shimoyama, Y. Mizukami, R. Endo, H. Ikeda, K. Aoyama, T. Terashima, S. Uji, T. Wolf, H. v. Löhneysen, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: 111
Pages: 16309-16313
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Anomalous Fermi Surface in FeSe Seen by Shubnikov-de Haas Oscillation Measurements2014
Author(s)
T. Terashima, N. Kikugawa, A. Kiswandhi, E.-S. Choi, J. S. Brooks, S. Kasahara, T. Watashige, H. Ikeda, T. Shibauchi, Y. Matsuda, T. Wolf, A. E. Bohmer, F. Hardy, C. Meingast, H. v. Löhneysen, and S. Uji
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 90
Pages: 144517
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Infrared Pseudogap in Cuprate and Pnictide High-Temperature Superconductors2014
Author(s)
S. J. Moon, Y. S. Lee, A. A. Schafgans, A. V. Chubukov, S. Kasahara, T. Shibauchi, T. Terashima, Y. Matsuda, M. A. Tanatar, R. Prozorov, A. Thaler, P. C. Canfield, S. L. Bud'ko, A. S. Sefat, D. Mandrus, K. Segawa, Y. Ando, D. N. Basov
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 90
Pages: 014503
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Direct observation of lattice symmetry breaking at the hidden-order transition in URu2Si22014
Author(s)
S. Tonegawa, S. Kasahara, T. Fukuda, K. Sugimoto, N. Yasuda, Y. Tsuruhara, D. Watanabe, Y. Mizukami, Y. Haga, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, Y. Onuki, H. Ikeda, Y. Matsuda, T. Shibauchi
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 5
Pages: 4188
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Controllable Rashba Spin-Orbit Interaction in Artificially Engineered Superlattices Involving the Heavy-Fermion Superconductor CeCoIn52014
Author(s)
M. Shimozawa, S. K. Goh, R. Endo, R. Kobayashi, T. Watashige, Y. Mizukami, H. Ikeda, H. Shishido, Y. Yanase, T. Terashima, T. Shibauchi, Y. Matsuda
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 112
Pages: 156404
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] The Superconducting Order Parameter in Iron-Pnictides2014
Author(s)
Takasada Shibauchi
Organizer
International Conferences on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2014), 7th International Conference on Science and Engineering of Novel Superconductors
Place of Presentation
モンテカティーニ・テルメ(イタリア)
Year and Date
2014-06-16 – 2014-06-19
Int'l Joint Research / Invited
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