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斥力起源超伝導における波数空間フラストレーションとギャップ構造・転移温度との相関

Research Project

Project/Area Number 13J09605
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(理論)
Research InstitutionOsaka University (2014)
The University of Electro-Communications (2013)

Principal Investigator

鈴木 雄大  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,070,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords超伝導 / 鉄系超伝導体 / 第一原理バンド計算 / スピン揺らぎ / バンド構造 / 高温超伝導体 / 電子相関 / 多軌道系 / 高温超伝導
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,鉄系超伝導体を主とした多軌道系超伝導体における,波数空間フラストレーションの影響に注目し研究を行った。2年目はより高い転移温度を持つ物質の理論予言を目指し,前年度の研究成果を元に,鉄系超伝導体の性質の理解を試みた。また,新奇物質であるLaO1-xFxBiS2における超伝導発現機構を理解するために,Bi-S間の斥力相互作用を考慮した模型の解析を行った。またそれらの成果について各種学会で発表を行った。

(1)昨年度の成果から,鉄系超伝導体において,鉄のdxy軌道における最近接原子へのホッピングt1と,第二近接原子へのホッピングt2を比較したときに,t2の方が大きい状態になることが,高い転移温度を理解する上で重要であることを示した。今年度はこの成果を元にt1とt2の比から鉄系超伝導体の性質の理解を試みた。各種鉄系超伝導体のホッピングの値を調べたところ,LaFeAsOやFeSeにおける,圧力による転移温度の上昇は,t1,t2比の変化によって理解できること示した。t1,t2の比が圧力により変化する理由を調べた結果,t1が複数の成分を持つことが原因であることがわかった。t1は鉄-鉄間の直接的なホッピングと,ヒ素やセレンを経由した,間接的なホッピングの2成分から成り立ち,圧力によりa軸長が縮まることによって,直接的な寄与が増大し,間接的な寄与と相殺をおこすことにより,急速に減少する。これによりt2が相対的の増大し,スピン揺らぎが発達,転移温度が上昇することがわかった。

(2)新奇超伝導体LaO1-xFxBiS2における超伝導発現機構を理解するために,Bi-S間の電子間相互作用を考慮した有効4軌道模型の解析を行った。その結果,Bi-S間のサイト間相互作用が軌道依存性を持つと,軌道の揺らぎが発達し,超伝導のペアリングの起源になる可能性を示した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Model of the Electronic Structure of Electron-Doped Iron-Based Superconductors: Evidence for Enhanced Spin Fluctuations by Diagonal Electron Hopping2014

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Hidetomo Usui, Soshi Iimura, Yoshiyasu Sato, Satoru Matsuishi, Hideo Hosono, and Kazuhiko Kuroki
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 113 Issue: 2 Pages: 027002-027002

    • DOI

      10.1103/physrevlett.113.027002

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Robust Spin Fluctuations and s± Pairing in the Heavily Electron Doped Iron-Based Superconductors2013

    • Author(s)
      K. Suzuki, H. Usui, K. Kuroki, S. limura, Y. Sato. S. Matsuishi and H. Hosono
    • Journal Title

      Journal of Physics of Sociality of Japan

      Volume: 82 Pages: 83702-83702

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical analysis of spin fluctuation and superconductivity in the heavily electron doped 1111 iron-based superconductors.

    • Author(s)
      K. Suzuki, H. Usui, K. Kuroki, S. Iimura, Y. Sato, S. Matsuishi and H. Hosono
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: (掲載確定)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 実空間ホッピングの特異な大小関係から見た鉄系超伝導体の理解2015

    • Author(s)
      鈴木 雄大, 臼井 秀知, 黒木 和彦
    • Organizer
      日本物理学会 2015年 年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 早稲田キャンパス, 東京都, 新宿区
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Possible importance of charge fluctuation in BiS2 superconductors2015

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Hidetomo Usui, Kazuhiko Kuroki
    • Organizer
      APS March Meeting 2015
    • Place of Presentation
      サンアントニオ, アメリカ
    • Year and Date
      2015-03-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Prioritized diagonal motion of electrons: Key role for high Tc in the iron-based superconductors2014

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Hidetomo Usui, Soshi Iimura, Yoshiyasu Sato, Satoru Matsuishi, Hideo Hosono, and Kazuhiko Kuroki
    • Organizer
      27th International Symposium on superconductivity (ISS2014)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀, 東京都, 江戸川区
    • Year and Date
      2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhanced superconductivity due to Prioritized Diagonal Motions in iron-based superconductors2014

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Hidetomo Usui, Soshi Iimura, Yoshiyasu Sato, Satoru Matsuishi, Hideo Hosono, and Kazuhiko Kuroki
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Interactive Material Science Cadet Program (iSIMSC)
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク, 大阪府, 吹田市
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] BiS2系超伝導体の第一原理計算と有効模型解析2014

    • Author(s)
      臼井 秀知, 鈴木 雄大
    • Organizer
      基研研究会「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
      京都大学基礎物理学研究所 湯川記念館, 京都府, 京都市
    • Year and Date
      2014-10-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 鉄系超伝導体における実空間ホッピングの特異な大小関係の重要性2014

    • Author(s)
      鈴木 雄大, 臼井 秀知, 黒木 和彦
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス, 愛知県, 春日井市
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] BiS$_2$ 系超伝導体における Bi - S 間相互作用と軌道揺らぎの重要性2014

    • Author(s)
      鈴木 雄大
    • Organizer
      Superconductivity Summer Seminar 2014
    • Place of Presentation
      熱川温泉堂, 静岡県, 東伊豆町
    • Year and Date
      2014-08-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄系超伝導体におけるブロック層電荷によるスピン揺らぎと超伝導の増強2014

    • Author(s)
      鈴木 雄大, 榊原 寛史, 臼井 秀知, 黒木 和彦
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2014-03-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Prioritized diagonal motion of electrons : Key role for high T_c in the iron-based superconductors2014

    • Author(s)
      K. Suzuki, H. Usui, S. Iimura, Y. Sato, S. Matsuishi, H. Hosono and K. Kuroki
    • Organizer
      APS March Meeting 2014
    • Place of Presentation
      アメリカ, Colorado Convention Center
    • Year and Date
      2014-03-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Theoretical analysis of the s± superconductivity due to spin fluctuation in the heavily electron doped 1111 iron-based superconductors2013

    • Author(s)
      K. Suzuki, H. Usui, K. Kuroki, S. Iimura, Y. Sato, S. Matsuishi and H. Hosono
    • Organizer
      International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013 (NS^2 2013)
    • Place of Presentation
      品川グランドホール
    • Year and Date
      2013-11-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Theoretical analysis of spin fluctuation and superconductivity in the heavily electron dooed 1111 iron-based sunerconductors2013

    • Author(s)
      K. Suzuki, H. Usui, K. Kuroki, S. Iimura, Y. Sato. S. Matsuishi and H. Hosono
    • Organizer
      26^<th> International Symposium on superconductivity (ISS2013)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2013-11-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 1111鉄系超伝導体の高電子ドープ域における非整合スピンゆらぎを起源とするs±超伝導体の理論解析2013

    • Author(s)
      鈴木 雄大, 臼井 秀知, 黒木 和彦, 飯村 壮史, 佐藤 嘉泰, 松石 聡, 細野 秀雄
    • Organizer
      基研研究会「鉄系高温超伝導の物理~スピンと軌道の協奏~」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所湯川記念館パナソニック国際交流ホール
    • Year and Date
      2013-10-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ニッケル硼化物超伝導体LaNiBNにおけるスピンゆらぎの10軌道模型解析2013

    • Author(s)
      鈴木 雄大, 黒木 和彦
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学三島キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 1111鉄系超伝導体の高電子ドープ域における非整合スピン揺らぎに起因するs±超伝導の理論解析2013

    • Author(s)
      鈴木 雄大, 臼井 秀知, 黒木 和彦, 飯村 壮史, 佐藤 嘉泰, 松石 聡, 細野 秀雄
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学三島キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Theoretical study on the heavily electron doped iron-based superconductors LnFeAsO_<1-x>H_x (Ln=La, Sm)2013

    • Author(s)
      K. Suzuki, H. Usui, K. Kuroki, S. Iimura, Y. Sato. S. Matsuishi and H. Hosono
    • Organizer
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
    • Place of Presentation
      東京大学, 伊藤国際学術センター
    • Year and Date
      2013-08-07
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 黒木研究室 -大阪大学理学研究科物理学専攻-

    • URL

      http://ann.phys.sci.osaka-u.ac.jp/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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