角度分解光電子分光による鉄系超伝導体の超伝導ギャップ対称性と擬ギャップ相図の解明

• 研究課題/領域番号: 24740215
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 中山 耕輔 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40583547)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 光電子分光 / 高温超伝導 / 鉄系超伝導体 / 電子状態

研究成果の概要

鉄系超伝導体における超伝導機構を明らかにする目的で、超高分解能光電子分光装置の改良を行った。改良した装置を用いて、結晶構造やキャリア量の異なる鉄系超伝導体において電子状態を決定した。その結果、様々な物質で磁気的な相互作用によって超伝導が生じていることを示唆する結果を得た。また、電子相図の物質・キャリア量依存性について新たな知見を得た。鉄系超伝導体の薄膜作成も行い、キャリア量を制御する手法を開発して、高温超伝導を発現させることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Evolution from incoherent to coherent electronic states and its implications to superconductivity in FeTe1-xSex (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Ieki, K. Nakayama, Y. Miyata, T. Sato, H. Miao, N. Xu, X.-P. Wang, P. Zhang, T. Qian, P. Richard, Z.-J. Xu, J. S. Wen, G. D. Gu, H. Q. Luo, H.-H. Wen, H. Ding, and T. Takahashi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 号: 14
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.140506
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reconstruction of Band Structure Induced by Electronic Nematicity in an FeSe Superconductor (2014)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible nodal superconducting gap and Lifshitz transition in heavily hole-doped Ba0.1K0.9Fe2As2 (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Xu, P. Richard, X. Shi, A. van Roekeghem, T. Qian, E. Razzoli, E. Rienks, G.-F. Chen, E. Ieki, K. Nakayama, T. Sato, T. Takahashi, M. Shi, and H. Ding
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88 号: 22
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.220508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of the iron chalcogenide KFeAgTe2 revealed by angle-resolved photoemission spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ang, K. Nakayama, W.-G. Yin, T. Sato, Hechang Lei, C. Petrovic, and T. Takahashi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88 号: 15 ページ: 155102-155102
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.155102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity and bandwidth-controlled Mott metal-insulator transition in 1T-TaS2－x Sex (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ang, Y. Miyata, E. Ieki, K. Nakayama, T. Sato, Y. Liu, W. J. Lu, Y. P. Sun, and T. Takahashi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88 号: 11 ページ: 115145-115145
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.115145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angle-resolved photoemission observation of isotropic superconducting gaps in isovalent Ru-substituted Ba(Fe0.75Ru0.25)2As2 (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Xu et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 号: 9 ページ: 94513-94513
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.094513
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co-Based Boride Superconductor LaCo_2B_2: Similar to or Different from Fe-Based Pnitctide Superconductor? (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakayama, E. Ieki, Y. Tanaka, T. Sato, T.Takahashi, T. Kuroda, H. Mizoguchi, S. W. Kim, and H. Hosono
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: vol. 86 号: 1 ページ: 14503-14503
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.014503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-Space Coexistence of Melted Mott phase and Superconductivity in Fe-Substituted 1T-TaS_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ran, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109 号: 17 ページ: 176403-176403
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.176403
  • 査読あり
• [学会発表] Electronic nematicity and unconventional superconductivity in FeSe (2015)
  • 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
  • 学会等名: Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
  • 発表場所: Geneva
  • 年月日: 2015-08-23 – 2015-08-28
• [学会発表] High-resolution ARPES study of strain effects on the electronic structure of FeSe (2015)
  • 著者名/発表者名: G. N. Phan, K. Nakayama, Y. Miyata, K. Sugawara, T. Sato, Y. Tanabe, T. Urata, K. Tanigaki, F. Nabeshima, Y. Imai, A. Maeda, and T. Takahashi
  • 学会等名: Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
  • 発表場所: Geneva
  • 年月日: 2015-08-23 – 2015-08-28
• [学会発表] FeSe超薄膜の高分解能ARPES (2015)
  • 著者名/発表者名: 中山耕輔、宮田康成、Giao Phan、菅原克明、佐藤宇史、高橋 隆
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学(西早稲田)
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] High-resolution ARPES study of Fe1-xCoxSe (2015)
  • 著者名/発表者名: Giao Phan, Yasunari Miyata, Kosuke Nakayama, Takafumi Sato, Yoichi Tanabe, Takahiro Urata, Katsumi Tanigaki, Takashi Takahashi
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学(西早稲田)
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 鉄カルコゲナイド超伝導体の高分解能ARPES (2015)
  • 著者名/発表者名: 中山耕輔、家城 英、宮田康成、Giao Phan、佐藤宇史、田邊洋一、浦田隆広、谷垣勝己、高橋 隆
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 立命館大学(草津)
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [学会発表] FeSe単結晶の高分解能ARPES (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山耕輔、宮田康成、Giao Phan、佐藤宇史、 田邊洋一、浦田隆広、谷垣勝己、高橋 隆
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 単層および多層FeSe薄膜の高分解能ARPES (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田康成、Giao Phan、中山耕輔、菅原克明、佐藤宇史、高橋 隆
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Strain effects on the electronic structure of FeSe (2014)
  • 著者名/発表者名: Giao Phan, Yasunari Miyata, Kosuke Nakayama, Katsuaki Sugawara, Takafumi Sato, Takashi Takahashi, Youichi Tanabe, Takahiro Urata, Katsumi Tanigaki, Fuyuki Nabeshima, Yoshinori Imai, Atsutaka Maeda
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] FeSe薄膜の電子状態：高分解能ARPES (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山耕輔、宮田康成、家城英、菅原克明、佐藤宇史、高橋隆
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 (神奈川県平塚市)
• [学会発表] FeSe/SrTiO3の高分解能ARPES (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田康成、家城英、中山耕輔、菅原克明、佐藤宇史、高橋隆
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 (神奈川県平塚市)
• [学会発表] High-resolution ARPES of FeSe film (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Phan, Y. Miyata, E. Ieki, K. Nakayama, T. Sato, T. Takahashi, F. Nabeshima, Y. Imai, A. Maeda
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 (神奈川県平塚市)
• [学会発表] High-resolution ARPES study of iron-based superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Nakayama
  • 学会等名: ICC-IMR international workshop
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所 (宮城県仙台市)
  • 招待講演
• [学会発表] Evolution of low-energy electronic states in an iron-chalcogenide superconductor studied by high-resolution ARPES (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nakayama, E. Ieki, Y. Tanaka, T. Sato, H. Miao, T. Qian, P. Richard, H. H. Wen, G. D. Gu, H. Ding, and T. Takahashi
  • 学会等名: Spectroscopy of Novel Superconductors 2013
  • 発表場所: Lawrence Berkeley National Lab (Berkeley, USA)
• [学会発表] Doping evolution of electronic states in LiFeAs studied by high-resolution ARPES (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyata, X.-P. Wang, E. Ieki, K. Nakayama, T. Sato, P. Richard, H. Ding, and T. Takahashi
  • 学会等名: Spectroscopy of Novel Superconductors 2013
  • 発表場所: Lawrence Berkeley National Lab (Berkeley, USA)
• [学会発表] NaFeAs系超伝導体の高分解能ARPES (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山耕輔、宮田康成、家城英、佐藤宇史、T. Qian、P. Richard、H. Ding、Z.-H. Liu、S.-C. Wang、高橋隆
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 (徳島県徳島市)
• [学会発表] Seを過剰置換したFeTe1-xSexの高分解能ARPES (2013)
  • 著者名/発表者名: 家城英、宮田康成、中山耕輔、佐藤宇史、H. Miao、T. Qian、P. Richard、H. H. Wen、G. D. Guo、H. Ding、高橋隆
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 (徳島県徳島市)
• [学会発表] 電子ドープ型LiFeAsの高分解能ARPES (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮田康成、X.-P. Wang、家城英、中山耕輔、佐藤宇史、H. Miao、P. Richard、H. Ding、Y. Liu、Z.-H. Liu、S.-C. Wang、高橋隆
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 (徳島県徳島市)
• [学会発表] Low-energy electronic excitations in iron-based superconductors studied by ARPES (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Nakayama
  • 学会等名: WPI-AIMR Mini Workshop "A route to high Tc superconductivity"
  • 発表場所: 東北大学原子分子材料科学高等研究機構
  • 招待講演
• [学会発表] 新型コバルト系超伝導体LaCo2B2の高分解能ARPES (2012)
  • 著者名/発表者名: 家城 英、中山耕輔、田中祐輔、相馬清吾、佐藤宇史、 高橋 隆、黒田稔顕、溝口 拓、金 聖雄、細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] FeTe1-xSexの電子状態の組成依存性:高分解能ARPES (2012)
  • 著者名/発表者名: 家城 英、田中祐輔、中山耕輔、佐藤宇史、H. Miao、 T. Qian、P. Richard、H. H. Wen、G. D. Gu、高橋 隆
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] オーバードープBa1-xKxFe2As2の超伝導ギャップ：高分解能ARPES (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山耕輔、家城 英、佐藤宇史、H. Miao、T. Qian、P. Richard、Y.-M. Xu、M. Neupane、G. F. Chen、H. Ding、高橋 隆
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] FeTe1-xSex超伝導体の高分解能ARPES (2012)
  • 著者名/発表者名: 家城 英、宮田康成、田中祐輔、中山耕輔、佐藤宇史、H. Miao、T. Qian、P. Richard、H. H. Wen、G. D. Gu、H. Ding、高橋 隆
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Co置換LiFeAs超伝導体の高分解能ARPES (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮田 康成、X.-P. Wang、家城 英、中山 耕輔、佐藤 宇史、P. Richard、H. Ding、高橋 隆
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学