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鉄系超伝導体における超伝導とnematic相の関係解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04024
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

花栗 哲郎  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (40251326)

研究協力者 笠原 成  
町田 理  
松田 祐司  
芝内 孝禎  
為ヶ井 強  
えれみん いりや  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード鉄系超伝導 / 走査型トンネル顕微鏡 / 超伝導ギャップ / ネマティック相 / Nematic相 / Majorana準粒子 / 超伝導 / 電子分光
研究成果の概要

鉄系超伝導体では、電子状態が自発的に結晶の回転対称性を破るネマティック相と超伝導の関係が示唆されているが、その詳細は分かっていなかった。そこで、FeSeを対象にSeの一部をSで置換することでネマティック相を抑制し、バンド構造と超伝導ギャップの変化を分光イメージング走査型トンネル顕微鏡で調べた。その結果、ネマティック相が消失するとき、バンド構造は滑らかに変化するのに対し、超伝導ギャップは突然小さくなることが分かった。この結果は、ネマティックの有無が超伝導発現機構に重要であることを意味する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

鉄系超伝導体において超伝導とネマティシティが密接に関連していることについて、実験的な裏付けが初めて得られた。今後、銅酸化物高温超伝導体など、FeSe以外のネマティック相近傍にある超伝導体との比較研究を推進することで、ネマティシティと超伝導を統一的に理解する枠組みの構築に貢献でる。
また、ネマティシティが超伝導発現にどのように関わっているのかを明らかにできれば、ネマティシティを通した超伝導の制御や、高い超伝導転移温度を持つ新物質を探索する上での指針につながる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 13件、 招待講演 17件)

  • [雑誌論文] Zero-energy vortex bound state in the superconducting topological surface state of Fe(Se,Te)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Machida, Y. Sun, S. Pyon, S. Takeda, Y. Kohsaka, T. Hanaguri, T. Sasagawa, and T. Tamegai
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Vortex Core and Missing Pseudogap in the Multiband BCS-BEC Crossover Superconductor FeSe2019

    • 著者名/発表者名
      Hanaguri T.、Kasahara S.、B?ker J.、Eremin I.、Shibauchi T.、Matsuda Y.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 122 号: 7 ページ: 77001-77001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.077001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two distinct superconducting pairing states divided by the nematic end point in FeSe1-xSx2018

    • 著者名/発表者名
      Hanaguri Tetsuo、Iwaya Katsuya、Kohsaka Yuhki、Machida Tadashi、Watashige Tatsuya、Kasahara Shigeru、Shibauchi Takasada、Matsuda Yuji
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 5

    • DOI

      10.1126/sciadv.aar6419

    • NAID

      120006471158

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two distinct superconducting pairing states divided by the nematic end point in FeSe1-xSx2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Hanaguri, Katsuya Iwaya, Yuhki Kohsaka, Tadashi Machida, Tatsuya Watashige, Shigeru Kasahara, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006471158

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Zero-energy vortex bound states in the topological superconductor Fe(Se,Te) investigated by ultra-low temperature STM2019

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      Interacting Majorana Fermions
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 鉄系超伝導体の超伝導ギャップ構造 - 異方性と位相2019

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル超伝導体Fe(Se,Te)におけるゼロエネルギー渦糸束縛状態2019

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 学会等名
      第4回「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」領域研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nature of the Zero-Energy Vortex Bound State in Fe(Se,Te)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      The Kavli ITS Workshop on Majorana Modes in Topological Superconductors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] “Superconductivity, nematicity and BCS-BEC crossover in Fe(Se,S)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      Fourteenth International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic-imaging STM studies of a BCS-BEC crossover superconductor FeSe2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      International Workshop: New Developments in STM on Surfaces of Functional Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] What controls the zero-energy bound state in the vortex core of Fe(Se,Te)?2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      Workshop in the Kavli Institute for Theoretical Sciences “New Frontiers of Strongly Correlated Electron Materials”,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic‐Imaging STM Studies of Nematicity and Superconductivity in FeSe1-xSx”2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors (M2S-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic-Imaging STM Studies of Nematicity and Superconductivity in FeSe1-xSx2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      SPSTM-7 & LTSPM-1 International Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fe(Se,S)における回転対称性の破れと超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic-imaging STM studies of superconductivity and nematicity in FeSe1-xSx2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri, Y. Kohsaka, K. Iwaya, T. Machida, T. Shibauchi, T. Watashige, S. Kasahara and Y. Matsuda
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic-imaging STM studies of superconductivity and nematicity in FeSe1-xSx2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      APCTP-Quantum Materials Symposium 2017
    • 発表場所
      Yongpyong resort, Korea
    • 年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scanning Tunneling Microscopy as a Tool for Superconductivity Research2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] STM studies of superconductivity and nematicity in FeSe1-xSx2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      SUPERSTRIPES2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分光イメージングSTMによる非従来型超伝導体FeSeの研究2016

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 学会等名
      物性研短期研究会「走査トンネル顕微鏡による物性研究の現状と展望」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 分光イメージングSTMで見たFeSeの超伝導ギャップ2016

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 学会等名
      基研研究会「超伝導研究の最先端:多自由度、非平衡、電子相関、トポロジー」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic-imaging STM studies of the iron chalcogenide superconductor FeSe2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      International Conference on Low-Energy Electrodynamics in Solids
    • 発表場所
      守山市
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic-imaging STM studies of Friedel oscillations in FeSe2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      COST MP-1201 NanoSC Workshop Probing Superconductivity at the Nanoscale: New Advances
    • 発表場所
      Saas Fee, Switzerland
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極限環境分光イメージングSTMによる電子状態解析2016

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 学会等名
      日本表面科学会関東支部 第4回関東支部セミナー
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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