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鉄系超伝導体の磁気相・電子ネマティック相が競合・共存する圧力相図の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03516
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関島根大学

研究代表者

三好 清貴  島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (10294365)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード鉄系超伝導 / 高圧 / 圧力相図 / ダイヤモンドアンビルセル / 対向アンビルセル / 常磁性マイスナー効果 / 圧力効果 / 電子ネマティック相 / 圧力下物性測定
研究成果の概要

FeSeでは8 GPa程度の高圧下において非超伝導相であるOrthoⅡ相への構造相転移が起こることが報告されている。本研究ではOrthoⅡ相の出現に伴う超伝導の消失を圧力下磁化および電気抵抗測定により初めて観測した。この超伝導相の消失(OrthoⅡ相の出現)には、加圧の一軸圧性に伴う(001)方向への偏った応力が必要であることが示唆された。また、8μm以下の薄い単結晶試料を用いれば静水圧性が改善され、超伝導は消失しないことが分かった。磁化測定から得られた超伝導体積分率は1.5≦P≦6 GPaの圧力領域で明確な落ち込みを示しており、圧力相図における超伝導相と磁気相の共存が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いてFeSe単結晶を加圧し、OrthoⅡ相の出現を起源とする超伝導の消失を観測し、逆に薄い単結晶試料を用いれば静水圧性が改善され消失しないことを示した。FeSeとその関連系の圧力相図は研究対象として大変魅力的であるが、おそらくはこの超伝導消失の問題があるため、これまでに5 GPa以上の高圧域における圧力下物性の研究はほとんどなされてこなかった。本研究で発見されたFeSeの高圧下超伝導の観測を可能にする測定条件は、このような状況を打開するために極めて重要な知見であると言える。今後のFeSe関連系の圧力相図の解明が急加速することを期待している。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Disappearance and Survival of Superconductivity in FeSe under High Pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Kiyotaka Miyoshi, Shota Yamamoto, Atsushi Shiota, Takuya Matsuoka, Masaki Ohe, Yumi Yamamoto and Shijo Nishigori
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 90

    • NAID

      40022619594

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth and High-Pressure Superconductivity of FeSe2020

    • 著者名/発表者名
      K. Miyoshi, A. Shiota, S. Kato, S. Yamamoto, K. Fujiwara, and Shijo Nishigori
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic measurements of superconducting LiFeAs single crystals under high pressure2018

    • 著者名/発表者名
      K. Miyoshi, K. Otsuka, S. Ogawa and J. Takeuchi
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 536 ページ: 860-862

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure induced superconductivity in very lightly doped LaFeAsO1-xFx2018

    • 著者名/発表者名
      K. Miyoshi, K. Otsuka, A. Shiota, S. Shimojo, G. Motoyama, K. Fujiwara, H. Kitagawa and S. Nishogori
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 536 ページ: 827-829

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] FeSe1-xSxにおける高圧下直流磁化測定2021

    • 著者名/発表者名
      山本由美, 山本将太,大江将樹,松岡拓也,三好清貴,本山岳,真砂全宏,藤原賢二,西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] RFeAsO1-x Fx (R=La-Sm) 系における圧力誘起超伝導の探索 II2021

    • 著者名/発表者名
      松岡拓也, 山本将太, 大江将樹, 山本由美, 三好清貴, 本山岳, 真砂全宏, 藤原賢二, 北川裕之, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FeSe の高圧下における超伝導の消失と存続2021

    • 著者名/発表者名
      大江将樹, 山本将太, 山本由美, 松岡拓也, 三好清貴, 本山岳, 真砂全宏, 藤原賢二, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FeSe純良単結晶を用いた高圧力 下 における超伝導の観測 III2020

    • 著者名/発表者名
      山本将太, 塩田篤史, 松岡拓也, 大江 将樹, 山本由美, 三好清貴, 本山岳, 藤原賢二, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FeSe純良単結晶を用いた高圧力下における超伝導の観測 II2020

    • 著者名/発表者名
      山本将太, 塩田篤史, 松岡拓也, 三好清貴, 本山岳, 藤原賢二, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RFeAsO1-xFx(R=La-Sm)系における圧力誘起超伝導の探索2019

    • 著者名/発表者名
      松岡拓也, 山本将太, 三好清貴, 本山岳, 藤原賢二, 北川裕之, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] FeSe純良単結晶を用いた高圧力下における超伝導の観測2019

    • 著者名/発表者名
      山本将太, 塩田篤史, 松岡拓也, 三好清貴, 本山岳, 藤原賢二, 西郡至誠
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Single Crystal Growth and High-Pressure Superconductivity of FeSe2019

    • 著者名/発表者名
      Kiyotaka Miyoshi, Atsushi Shiota, Shun-ichi Kato, Shota Yamamoto, Kenji Fujiwara and Shijo Nishigori
    • 学会等名
      SCES2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FeSe純良単結晶の圧力下電気抵抗測定2018

    • 著者名/発表者名
      塩田篤史, 加藤駿一, 三好清貴A, 本山岳A, 藤原賢二
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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