2014 Fiscal Year Research-status Report
銅酸化物および鉄系超伝導体におけるノイズ測定による電荷秩序の観測
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25400360
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤井 武則 東京大学, 低温センター, 助教 (80361666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝光 敦 足利工業大学, 工学部, 教授 (80311645)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 鉄系超伝導体 / 熱起電力 / ネマティック相 / 電荷秩序 / ネルンスト効果 / ノイズ測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、銅酸化物高温超伝導体や鉄系超伝導体において、ネマティック相という回転対称性を自発的に破った電子状態が注目されている。我々はこのような電子状態をノイズ測定やネルンスト効果の測定により観測することを試みている。
2014年度は、鉄系超伝導体において熱起電力の面内異方性を測定した。鉄系超伝導体においては反強磁性転移温度よりはるかに高温から抵抗率に異常な異方性が観測されている。この異方性の起源としては、反強磁性秩序によって再構築されたフェルミ面の異方性であるという解釈と、ドープされたCoや格子欠陥による異方的な不純物散乱によるという解釈があるが、いまだ解決していない。熱起電力は基本的に散乱時間に依存しない物理量であり、熱起電力の異方性の測定によってこれらの問題を解決できると考えられる。
通常、非双晶化にはクランプで試料を挟んで面内方向に圧縮圧力をかける方法が用いられるが今回はピエゾ素子が低温で伸長することを利用して引っ張り圧力をかける手法を確立し、非双晶化を行った。
抵抗率には報告されているように、反強磁性転移温度よりもはるかに高温から面内異方性が観測された。一方、熱起電力には転移温度以上では異方性が見られず、転移温度以下にのみ異方性が見られた。このことから、抵抗率にみられる転移温度以上の異方性は、ドープされたCoや、格子欠陥による不純物散乱の異方性によるものだと考えられる。一方、転移温度以下では、反強磁性相転移によるフェルミ面の再構築によって熱起電力に異方性が現れると考えられる。
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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
2013年度は、ネマティック相が報告されている温度付近においてネルンスト係数が変化することを見出した。また、2014年度は、熱起電力の異方性を測定することにより、磁気相転移温度以上における抵抗率の異方性が、異方的な不純物散乱によって発現することを見出した。このように、磁気相転移温度以上において抵抗率やネルンスト係数に明らかな異常を見出し、その物性も明らかになってきているが、この異常とネマティック相との関連については明らかになっていない。2014年度、ピエゾ素子を用いてサンプルを非双晶化する技術を確立したことは、今後、ノイズ測定を行うにおいて大きな成果である。抵抗率には実際に一次元的な電子状態を観測しており、今後、電荷密度波をノイズ測定により観測することも可能であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
抵抗率の異方性の大きさはドーピングによって非単調な振る舞いを示し、あるドープ量でピークを示す。一方、熱起電力の異方性の大きさはドープとともに単調に減少し、これらの異方性の起源は異なるものと考えられる。2015年度はさらに詳細にドーピングをコンロロールしたサンプルの異方性を測定し、新たな電子相図の作成を行う。また、20013年度にネルンスト効果の測定を行い、Vortexによるネルンスト効果の増大の観測に成功しているが、更なる詳細なドープ量依存性の観測行うことにより、電子相図を作成し異方性の相図、および銅酸化物高温超伝導体の相図との比較を行う。それにより、近年、鉄系超伝導体において報告されている量子臨界点とネマティック秩序の関係を明らかにする。
それと同時に、非双晶化したサンプルを用いてノイズ測定を行い、磁気相転移温度以上における異常とネマティック相の関係を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
2014年度は8672円の残金が生じたが、ほぼ予定通りの支出と考えられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2015年度の物品費として戻入し、計画通りに予算を執行する。
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