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鉄ニクタイド超伝導体におけるディラックコーン状態の磁場中輸送特性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J06798
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(実験)
研究機関東北大学

研究代表者

浦田 隆広  東北大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード鉄系超伝導体 / 不純物置換効果 / ディラック電子系 / 超伝導対称性 / ディラックコーン
研究実績の概要

鉄系超伝導体の母物質であるBaFe$_2$As$_2$においては、反強磁性相転移に伴いディラックコーン電子状態が発現することが知られているが、不純物置換を利用したキャリア制御は未解明の点が多い。平成27年度は前年度に引き続き、BaFe$_2$As$_2$へのホールドープ系となり、かつ散乱の効果が弱いと考えられるBaサイトへのK置換に着眼し研究を進めた。しかし、純良単結晶育成の難しさから、詳細な物性測定は行うことが出来ていない現状である。但し、同時に進めていたFeSe単結晶への不純物置換に成功し、電子相図及び超伝導対称性に関する知見を得た。こちらについて以下に示す。
FeSeは最も単純な構造を有す鉄系超伝導体であるが、反強磁性相転移を有さないなど、特異な性質を示す。近年では、薄膜化によって超伝導転移温度が鉄系超伝導体では最高となる60Kを超えるという報告もあり、この系の物性解明は鉄系超伝導体全体の理解には不可欠であると考えられる。しかし、近年までは純良な単結晶が得られてこなかったことが原因で、研究が進んでいなかった。我々は平成26年度には、FeSe母物質で軌道秩序の発現とそれに起因する高易動度ディラックコーン電子状態の発現を輸送特性から示唆した。平成27年度は、CoとSを置換した単結晶育成に成功し、電子相図の提案を行った。さらに、残留抵抗を詳細に解析することで、超伝導機構には軌道揺らぎ媒介のs++-波の寄与があることを見出した。平成27年度後半には、FeSeに関して非磁性ネマティック秩序の量子臨界現象に着目した研究を行い、現在論文執筆を進めている。以上の様に、FeSe系について期待以上の成果を得ることができたと言える。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Superconductivity pairing mechanism from cobalt impurity doping in FeSe: spin (s+-) or orbital (s++) fluctuation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Urata, Y. Tanabe, K. K. Huynh, Y. Yamakawa, H. Kontani, and K. Tanigaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.014507

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emergence of high-mobility minority holes in the electrical transport of the Ba(Fe1-xMnxAs)2 iron pnictides2015

    • 著者名/発表者名
      T. Urata, Y. Tanabe, K. K. Huynh, S. Heguri, H Oguro, K. Watanabe, and K. Tanigaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 17

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.174508

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced superconducting transition temperature in hyper-interlayer-expanded FeSe despite the suppressed electronic nematic order and spin fluctuations2015

    • 著者名/発表者名
      M. M. Hrovat, P. Jeglic, M. Klanjsek, T. Hatakeda, T. Noji, Y. Tanabe, T. Urata, K. K. Huynh, Y. Koike, K. Tanigaki, and D. Arcon
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 9 ページ: 094513-094513

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.094513

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mobility spectrum analytical approach for intrinsic band picture of Ba(FeAs)_22014

    • 著者名/発表者名
      K. K. Huynh, Y. Tanabe, T. Urata, S. Heguri, K. Tanigaki, T. Kida and M. Hagiwara
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 16 号: 9 ページ: 093062-093062

    • DOI

      10.1088/1367-2630/16/9/093062

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electric transport of a single-crystal iron chalcogenide FeSe superconductor: Evidence of symmetry-breakdown nematicity and additional ultrafast Dirac cone-like carriers2014

    • 著者名/発表者名
      K. K. Huynh, Y. Tanabe, T. Urata, H. Oguro, S. Heguri, K. Watanabe, and K. Tanigaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.144516

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstruction of Band Structure Induced by Electronic Nematicity in an FeSe Superconductor2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, Y. Miyata, G. N. Phan, T. Sato, Y. Tanabe, T. Urata, K. Tanigaki, and T. Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 113 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevlett.113.237001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 不純物置換した単結晶FeSeにおける電気抵抗率からみた電子相図2016

    • 著者名/発表者名
      浦田隆広
    • 学会等名
      日本物理学会 71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 不純物置換から見たFeSeの超伝導ギャップ構造2015

    • 著者名/発表者名
      浦田隆広
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Impurity substitution effects on superconductivity in FeSe single crystal2015

    • 著者名/発表者名
      浦田隆広
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S)
    • 発表場所
      ジュネーブ(スイス)
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄系超伝導体FeSeにおけるFeまたはSeサイトへ不純物置換した単結晶育成2015

    • 著者名/発表者名
      浦田隆広、田邉洋一、谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Impacts of Co-doping on the superconductivity and the orbital ordering state in Fe_{1−x}Co_xSe single crystal studied by the electrical transport2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Urata, Yoichi Tanabe, Satoshi Heguri, Katsumi Tanigaki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      San Antonio(アメリカ)
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fe_{1-x}Co_xSeの単結晶育成と超伝導特性2014

    • 著者名/発表者名
      浦田隆広、田邉洋一、平郡諭、谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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