精密比熱測定でみる量子臨界点の不純物散乱による制御

• 研究課題/領域番号: 15K17692
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 水上 雄太 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (80734095)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 鉄系超伝導 / 重い電子系超伝導 / 反強磁性秩序 / 電子ネマティック秩序 / 量子臨界点 / 精密比熱測定 / 電子線照射 / 元素置換効果 / 鉄系超伝導体 / 重い電子系超伝導体 / 不純物効果 / 反強磁性相 / 異方的超伝導 / 比熱測定

研究成果の概要

強相関物質においては磁性、軌道や電荷の秩序相を絶対零度に制御した量子臨界点付近で異常物性や新奇超伝導相が出現する場合があり、これらの関係性を明らかにすることは重要である。電子線照射を用いた鉄系超伝導体の研究から反強磁性量子臨界点が超伝導状態を増強していることを示唆する結果を得た。また反強磁性量子臨界点近傍の超伝導体の原型とされる重い電子系CeCu2Si2に対して電子線照射による影響を調べたところ、通説とは異なる新奇な機構を示す結果を得た。一方、鉄カルコゲナイドFeSeではSの元素置換効果により軌道秩序が抑制されるが、軌道量子臨界点の前後で超伝導状態が大きく変化することが分かった。

研究成果

• [国際共同研究] Ecole Polytechnique(France)
• [国際共同研究] The Chinese University of Hong Kong/Chinese Academy of Sciences(China)
• [国際共同研究] University of Bristol(英国)
• [国際共同研究] MPI for Chemical Physics of Solids/Institute for Solid State Physics/Augsburg University(Germany)
• [国際共同研究] Ecole Polytechnique(France)
• [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(Germany)
• [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences/Yunnan University(China)
• [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory/University of Tennessee(米国)
• [国際共同研究] Ecole Polytechnique(France)
• [雑誌論文] Maximizing Tc by tuning nematicity and magnetism in FeSe1x Sx superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuura K.、Mizukami Y.、Arai Y.、Sugimura Y.、Maejima N.、Machida A.、Watanuki T.、Fukuda T.、Yajima T.、Hiroi Z.、Yip K. Y.、Chan Y. C.、Niu Q.、Hosoi S.、Ishida K.、Mukasa K.、Kasahara S.、Cheng J.-G.、Goh S. K.、Matsuda Y.、Uwatoko Y.、Shibauchi T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 1143-1143
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01277-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Full-Gap Superconductivity Robust against Disorder in Heavy-Fermion CeCu2Si2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Takenaka T.、Mizukami Y.、Wilcox J.A.、Konczykowski M.、Seiro S.、Geibel C.、Tokiwa Y.、Kasahara Y.、Putzke C.、Matsuda Y.、Carrington A.、Shibauchi T.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 119 号: 7 ページ: 077001-077001
  • DOI: 10.1103/physrevlett.119.077001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Weakening of the diamagnetic shielding in FeSe1?xSx at high pressures (2017)
  • 著者名/発表者名: Yip K. Y.、Chan Y. C.、Niu Q.、Matsuura K.、Mizukami Y.、Kasahara S.、Matsuda Y.、Shibauchi T.、Goh Swee K.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.020502
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of Disorder on the Superconducting Phase Diagram in BaFe2(As1-xPx)2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizukami, M. Konczykowski, K. Matsuura, T. Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda, and T. Shibauchi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 86 号: 8 ページ: 083706-083706
  • DOI: 10.7566/jpsj.86.083706
  • NAID: 210000134466
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fully gapped superconductivity with no sign change in the prototypical heavy-fermion CeCu2Si2 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Yamashita, T. Takenaka, Y. Tokiwa, J. A. Wilcox, Y. Mizukami, D. Terazawa, Y. Kasahara, S. Kittaka, T. Sakakibara, M. Konczykowski, S. Seiro, H. S. Jeevan, C. Geibel, C. Putzke, T. Onishi, H. Ikeda, A. Carrington, T. Shibauchi, Y. Matsuda
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 3 号: 6 ページ: 1601667-1601667
  • DOI: 10.1126/sciadv.1601667
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nematic Quantum Critical Point without Magnetism in FeSe1-xSx Superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hosoi, K. Matsuura, K. Ishida, H. Wang, Y. Mizukami, T. Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda, and T. Shibauchi
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 113 号: 29 ページ: 8139-8143
  • DOI: 10.1073/pnas.1605806113
  • NAID: 120006347247
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolution of Quasiparticle Excitations with Enhanced Electron Correlations in Superconducting AFe2As2 (A = K, Rb, and Cs (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizukami, Y. Kawamoto, Y. Shimoyama, S. Kurata, H. Ikeda, T. Wolf, D. A. Zocco, K. Grube, H. v. Lohneysen, Y. Matsuda, and T. Shibauchi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 94 号: 2 ページ: 024508-024508
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.024508
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dome-shaped magnetic order competing with high-temperature superconductivity at high pressures in FeSe (2016)
  • 著者名/発表者名: J. P. Sun, K. Matsuura, G. Z. Ye, Y. Mizukami, M. Shimozawa, K. Matsubayashi, M. Yamashita, T. Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda, J.-Q. Yan, B. C. Sales, Y. Uwatoko, J.-G. Cheng, and T. Shibauch
  • 雑誌名: Nature Communication 巻: 7 号: 1 ページ: 12146-12146
  • DOI: 10.1038/ncomms12146
  • NAID: 120006335661
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 軌道選択モット転移近傍に位置するAFe2As2(A=Rb,Cs)の異常物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太
  • 学会等名: つくば-柏-本郷 超伝導かけはしプロジェクト ワークショップ（１）
• [学会発表] Fe(Se,S)の正方晶相における超伝導状態の比熱測定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太, 田中桜平, 松浦康平, 王浩, 谷口智哉, 綿重達哉, 笠原成, 笠原裕一, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] Evolution of specific heat with controlled disorder in filled skutterudite superconductor LaRu4As12 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuta Mizukami, Ohei Tanaka, Marcin Konczykowski, Satoshi Kurata, Yuji Matsuda, Zygmunt Henkie, Tomasz Cichorek, Takasada Shibauchi
  • 学会等名: American Physical Society March meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 新型超伝導体NaSn2As2の磁場侵入長測定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石原滉大, 竹中崇了, 水上雄太, 後藤陽介, 水口佳一, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] 銅を含む配位高分子[Cu3(C6S6)]nにおける超伝導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹中崇了, 石原滉大, 水上雄太, Xing Huang, Wei Xu, Daoben Zhu, Jinguang Cheng, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] 細井優, 石田浩祐, 水上雄太, 今泉聖司, 橋詰和樹, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 芝内孝禎 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鉄系梯子型化合物BaFe2S3における弾性抵抗測定
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] Nematic quantum-critical fluctuations near the pseudogap critical point in high-Tc cuprate superconductors (2018)
  • 著者名/発表者名: Kousuke Ishida, Suguru Hosoi, Yuki Teramoto, Tomohiro Usui, Yuta Mizukami, Kenji Itaka, Yuji Matsuda, Takao Watanabe, Takasada Shibauchi
  • 学会等名: American Physical Society March meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Orbital ordering in the iron-ladder material BaFe2S3 studied by elastoresistance measurements (2018)
  • 著者名/発表者名: Suguru Hosoi, Kousuke Ishida, Yuta Mizukami, Satoshi Imaizumi, Kazuki Hashizume, Takuya Aoyama, Yoshinori Imai, Kenya Ohgushi, Takasada Shibauchi
  • 学会等名: American Physical Society March meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Fe(Se,S)純良単結晶における高圧下X線回折 (2017)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 電子線照射を用いた不純物効果による鉄系超伝導体の超伝導対称性決定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太
  • 学会等名: 高温超伝導フォーラム第5回研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum critical points in iron-based superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizukami
  • 学会等名: Superstripes 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 過剰ホールドープされた鉄系超伝導体AFe2As2(A=Rb,Cs)における精密比熱、磁化測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太, 田中桜平, 石田浩祐, Thomas Wolf, Kai Grube, Hilbert von Loehneysen, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] 充填スクッテルダイト超伝導体LaRu4As12における電子線照射の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中桜平, 水上雄太, Marcin Konczykowski, 藏田聡信, 松浦康平, 川本雄太, Zygmunt Henkie, Tomasz Cichorek, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] AFe2As2(A= Rb, Cs)におけるネマティック揺らぎの測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石田浩祐, 細井優, 水上雄太, Thomas Wolf, Kai Grube, Hilbert von Loehneysen, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] 鉄系超伝導体FeSe1-xSxの温度・圧力・化学置換の三次元電子相図 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉村優一, 松浦康平, 新井佑基, 向笠清隆, 水上雄太, 綿重達哉, 笠原成, 松田祐司, 上床美也, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] Fe(Se,S)純良単結晶における電子線照射による影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] High-pressure study on high-quality single-crystalline FeSe (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizukami
  • 学会等名: EMN Prague meeting
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of electron irradiation in iron pnictides (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizukami
  • 学会等名: EMN Croatia meeting
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia
  • 年月日: 2016-05-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 極低温磁場侵入長測定と不純物効果から見た重い電子系超伝導体CeCu2Si2のギャップ構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹中崇了, 水上雄太, 新井佑基, J. Wilcox, C. Putzke, A. Carrington, S. Seiro, H. S. Jeevan, C. Geibel, M. Konczykowski, 常盤欣文, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] FeSe純良単結晶における高圧下電気抵抗率測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松浦康平, 水上雄太, 下澤雅明, 松林和幸, 山下穣, 上床美也, 綿重達哉, 笠原成, J. P. Sun, G. Z. Ye, J. Q. Yan, J.-G. Cheng, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] FeSe純良単結晶における高圧下X線回折 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太, 松浦康平, 細井優, 綿重達哉, 笠原成, 前島尚行, 町田晃彦, 綿貫徹, 福田竜生, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] A shift of the phase diagram in BaFe2(As1-xPx)2 by controlled disorder (2016)
  • 著者名/発表者名: Y.Mizukami, K.Matsuura, M.Konczykowski, T.Watashige, S.Kasahara, Y.Matsuda, and T.Shibauchi
  • 学会等名: American Physical Society March meeting 2016
  • 発表場所: Baltimore, Maryland, USA
  • 年月日: 2016-03-14
  • 国際学会
• [学会発表] ematic quantum criticality in FeSe1-xSx revealed by elastoresistance measurements (2016)
  • 著者名/発表者名: S.Hosoi, K.Matsuura, K.Ishida, H.Wang, Y.Mizukami, T.Watashige, S.Kasahara, Y.Matsuda, and T.Shibauchi
  • 学会等名: American Physical Society March meeting 2016
  • 発表場所: Baltimore, Maryland, USA
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 重い電子系超伝導体CeCu2Si2における磁場侵入長測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹中崇了, 水上雄太, H. S. Jeevan, C. Geibel, M. Konczykowski, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 電子線照射により制御した不純物散乱の量子臨界点と超伝導相への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水上雄太, 松浦康平, M. Konczykowski, 綿重達哉, 笠原成, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 鉄系超伝導体Fe(Se, S)におけるネマティック感受率測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 細井優, 蔵田聡信, 河智史朗, 水上雄太, 綿重達哉, 笠原成, 徳永将史, 松田裕司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 鉄系超伝導体FeSeにおける圧力下電子相図 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松浦康平, 水上雄太, 下澤雅明, 松林和幸, 山下穣, 上床美也, T. Wolf, H. v. Lohneysen, 綿重達哉, 笠原成, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Effect of electron irradiation on the superconducting gap structure in iron pnictides (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuta Mizukami
  • 学会等名: ELECTRON CORRELATION IN NANOSTRUCTURES (ECN-2015)
  • 発表場所: Odessa, Ukraine
  • 年月日: 2015-09-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of electron irradiation on the superconducting gap structure in iron pnictides (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuta Mizukami
  • 学会等名: 11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications (CMCEE 2015)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 物理的圧力と化学的圧力の組み合わせにより、新しい鉄系高温超伝導を発見
  • URL: http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry603/
• [備考] レアアース化合物における新奇な超伝導機構
  • URL: http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry594/
• [備考] 38年を経て明らかになった 非従来型超伝導の「先駆け」物質の電子状態
  • URL: http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry576/
• [備考] Shibauchi Laboratory Publications
  • URL: http://qpm.k.u-tokyo.ac.jp/index.php?Publications