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2014 Fiscal Year Research-status Report

多軌道強相関電子系の相図及び超伝導発現機構の解明

Research Project

Project/Area Number 26800185
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

大成 誠一郎  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (80402535)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords超伝導 / 強相関電子系 / 相図
Outline of Annual Research Achievements

鉄系超伝導体LaFeAsO1-xHxにおいて低ドープ領域と高ドープ領域の両方に磁性相転移と構造相転移が存在し、中間領域に超伝導相が存在することが明らかとなってきた。第一原理計算に基づく、LaFeAsO1-xHxのタイトバインディングモデルを作成し、多軌道ハバード模型を用いて解析を行った。
RPAやFLEX近似では無視されている高次の多体効果であるバーテックス補正により、軌道揺らぎが増大することを明らかにした。特に、バーテックス補正の中でも、揺らぎの2次で記述されるAslamazov-Larkin(AL)項によりスピン揺らぎと軌道揺らぎのモード間結合が生じ、軌道揺らぎとスピン揺らぎが協奏的に増大することを明らかにした。LaFeAsO1-xHxの低ドープ領域の斜方晶構造相転移と高ドープ領域の4回対称性を保つ構造相転移をバーテックス補正により、統一的に説明することに成功した。低ドープ領域においては鉄のdxz,dyz軌道によるネスティングが支配的なのに対して、高ドープ領域においては鉄のdxy軌道によるネスティングが支配的であることが、2種類の構造相転移を引き起こす要因であることが分かった。更に、構造相転移近傍で出現する超伝導は符号反転のないS波(S++波)であることが明らかになった。
また、特異な多軌道トリプレット超伝導体であるSr2RuO4についても多軌道ハバードモデルによる解析を行った結果、バーテックス補正により軌道揺らぎが増大し、軌道揺らぎが媒介するスピントリプレット超伝導が発現することが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画ではH26年度はLaFeAsO1-xHxの相図全体の理解に費やす予定であり、その他の物質であるSr2RuO4の解析はH27年度以降に行う予定であったが、Sr2RuO4の超伝導状態の計算をH26年度中に完了することが出来た。

Strategy for Future Research Activity

鉄系超伝導体の相図全体の理解のために、軌道偏極下の輸送係数の計算を行う予定である。
抵抗率や熱起電力の軌道偏極下の実験において、特異な面内異方性が現れることが知られているため、これを軌道揺らぎ理論で統一的に説明することを目指す。
具体的には、ARPESで観測されている軌道分極を考慮したタイトバインディングモデルを用いて、線形応答理論により抵抗率や熱起電力の面内異方性を解析する予定である。

Causes of Carryover

基金であるため、無理に予算を使い切ることをしないことにした。
しかし、ほとんど0にすることが出来たので問題がないと考えている。

Expenditure Plan for Carryover Budget

35120円増えただけであるので、特に使用計画に変化はない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Eilenberger theory for nuclear magnetic relaxation rate in superconducting vortex lattice state2015

    • Author(s)
      Kenta Tanaka, Masanori Ichioka, Seiichiro Onari, Noriyuki Nakai, and Kazushige Machida
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 91 Pages: 014509_1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.91.014509

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-Tc Superconductivity near the Anion Height Instability in Fe-Based Superconductors: Analysis of LaFeAsO1-xHx2014

    • Author(s)
      Seiichiro Onari, Youichi Yamakawa, Hiroshi Kontani
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 112 Pages: 187001_1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.112.187001

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reproduction of experimental gap structure in LiFeAs based on orbital-spin fluctuation theory: s++-wave, s±-wave, and hole-s±-wave states2014

    • Author(s)
      Tetsuro Saito, Seiichiro Onari, Youichi Yamakawa, Hiroshi Kontani, Sergey V. Borisenko, and Volodymyr B. Zabolotnyy
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 90 Pages: 035104_1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.90.035102

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Anisotropy of the superconducting gap in the iron-based superconductor BaFe2(As1-xPx)22014

    • Author(s)
      T. Yoshida et al
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 4 Pages: 7292_1-6

    • DOI

      10.1038/srep07292

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 軌道揺らぎによる鉄系超伝導発現機構の研究2015

    • Author(s)
      大成誠一郎
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Invited
  • [Presentation] 鉄系超伝導体における輸送係数の面内異方性2015

    • Author(s)
      大成誠一郎、紺谷浩
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [Presentation] 鉄系超伝導体における軌道揺らぎ及び特異な輸送現象2014

    • Author(s)
      大成誠一郎
    • Organizer
      京都大学基礎物理学研究所研究会「多自由度電子状態と電子相関が生み出す新奇超伝導の物理」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2014-10-21 – 2014-10-22
    • Invited
  • [Presentation] 鉄系超伝導体における軌道ネマティック秩序の検証:熱起電力の面内異方性の研究2014

    • Author(s)
      大成誠一郎、紺谷浩
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [Book] Iron-Based Superconductivity2015

    • Author(s)
      Seiichiro Onari and Hiroshi Kontani
    • Total Pages
      447
    • Publisher
      Springer Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K

URL: 

Published: 2016-06-01  

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