鉄系超伝導体におけるマルチオービタルを利用した新規高温超伝導体設計指針の提案

• 研究課題/領域番号: 26800182
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 飯村 壮史 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (80717934)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 鉄系超伝導体 / 輸送特性 / 第一原理計算 / 中性子回折

研究成果の概要

鉄系超伝導体LaFeAsO1-xHxは、二つの超伝導相(SC)と二つの反強磁性相(AFM)を持つ。申請者は輸送特性と第一原理計算による電子状態の評価から、電子ドーピングによってFeの3dxy軌道が半充填に近づくことを見出し、この軌道を占有する電子スピンが常伝導状態や、より高い臨界温度(Tc)をもつSC相近傍のAFM2相の出現に大きく寄与することを示した。これらの結果は、高Tcを持つ超伝導が3dxy軌道が半充填になる近傍で発現することを示しており、高温超伝導体の新規設計指針を提案することができた。

研究成果

• [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)
• [雑誌論文] Hydrogen-Substituted Superconductors SmFeAsO1-xHx Misidentified As Oxygen-Deficient SmFeAsO1-x (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Muraba, Soshi Iimura, Satoru Matsuishi, and Hideo Hosono
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 54 号: 23 ページ: 11567-11573
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b02248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity at 52 K in hydrogen-substituted LaFeAsO1-xHx under high pressure (2015)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, H.Soeda, M.Nukii, C.Kawashima, T.Nakanishi, S.Iimura, Y.Muraba, S.Matsuishi, H.Hosono
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 7829-7829
  • DOI: 10.1038/srep07829
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantum critical behavior in heavily doped LaFeAsO1-xHx pnictide superconductors analyzed using nuclear magnetic resonance (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Sakurai, N. Fujiwara, N. Kawaguchi, Y. Yamakawa, H. Kontani, S. Iimura, S. Matsuishi, and H. Hosono
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 91 号: 6 ページ: 064509-064509
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.064509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Tc due to pressure application in LaFeAsO1-xHx studied by NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Fujiwara, N. Kawaguchi, S. Iimura, S. Matsuishi, and H. Hosono
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 70-76
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.011
  • 査読あり
• [学会発表] 同位体置換物質154SmFeAsO1-xHxの中性子回折 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡西洋志, 飯村壮史, 平賀晴弘, 池田一貴, 大友季哉, Thomas C. Hansen, 松石聡, 細野秀雄
  • 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] muSR測定から見たLaFeAsO1-xHxの超高ドープ域における磁気基底状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平石雅俊, 小嶋健児, 山内一宏, 岡部博孝, 竹下聡史, 幸田章宏, 門野良典, 飯村壮史, 松石聡, 細野秀雄
  • 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] 高濃度水素置換鉄系超伝導体の結晶構造と磁気構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 真木祥千子, 山浦淳一, 飯村壮史, 熊井玲児, 平賀晴弘, 村上洋一, 松石聡, 細野秀雄
  • 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] LaFeAsO1-xHxの第二反強磁性相における高圧(3.0MPa)下NMR (2016)
  • 著者名/発表者名: 河口尚登, 藤原直樹, 飯村壮史, 松石聡, 細野秀雄
  • 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] Neutron diffraction study of 154SmFeAsO1-xDx (2016)
  • 著者名/発表者名: Soshi Iimura, Hiroshi Okanishi, Satoru Matsuishi, Haruhiro Hiraka, Kazutaka Ikeda, Thomas C. Hansen, Toshiya Otomo, and Hideo Hosono
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Baltimore, US
  • 年月日: 2016-03-14
  • 国際学会
• [学会発表] Can oxygen deficient SmFeAsO1-x be synthesized?: Unintentional incorporation of hydride ion at oxygen vacancy site (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Muraba, Soshi Iimura, Satoru Matsuishi, and Hideo Hosono
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Baltimore, US
  • 年月日: 2016-03-14
  • 国際学会
• [学会発表] RFeAsO1-xHx(R=La,Sm)の圧力効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新里拓巳, 添田英人, 高橋博樹, 岡西洋志, 飯村壮史, 松石聡, 細野秀雄, 松木祥千子, 山浦淳一
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学、千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] muSR測定によるLaFeAsO1-xHxの高ドープ域における超伝導特性の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平石雅俊, 小嶋健児, 山内一宏, 岡部博孝, 竹下聡史, 幸田章宏, 門野良典, 飯村壮史, 松石聡, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学、千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 鉄系超伝導体LaFeAsO1-xHxの高圧下でのX線回折と共鳴X線発光分光測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本義哉, 山岡人志, 吉田雅洋, 太田雄, 石井啓文, 平岡望, Ku-Ding Tsuei, Jung-Fu Lin, 石井賢司, 山浦淳一, 飯村壮史, 松石聡, 細野秀雄, 水木純一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学、千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 水素置換型鉄系超伝導体の結晶構造と物性の相関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林賢介, 山浦淳一, 真木祥千子, 飯村壮史, 佐賀山基, 熊井玲児, 村上洋一, 松石聡, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学、千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 高濃度水素置換鉄系超伝導体の構造物性研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 真木祥千子, 山浦淳一, 飯村壮史, 熊井玲児, 村上洋一, 松石聡, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学、千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] High pressure syntheses and physical properties of iron-oxyarsenide superconductors LnFeAsO1-xHx (2015)
  • 著者名/発表者名: Soshi Iimura, Hiroshi Okanishi, Masatoshi Hiraishi, Kenji Kojima, Junichi Yamaura, Haruhiro Hiraka, Yoichi Murakami, Satoru Matsuishi, and Hideo Hosono
  • 学会等名: Euro-MRS 2015 Fall Meeting
  • 発表場所: Warszawa, Poland
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会
• [学会発表] Phase Diagram of LnFeAsO1-xHx (2015)
  • 著者名/発表者名: Soshi Iimura, M. Hiraishi, K. Kojima, J. Yamaura, H. Hiraka, Y. Murakami, S. Matsuishi, and Hideo Hosono
  • 学会等名: BIT's 4th Annual World Congress of Advanced Materials 2015
  • 発表場所: Chongqing, China
  • 年月日: 2015-05-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高電子ドープLnFeAsO1-xHxの相図に対する化学圧力効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡西洋志、飯村壮史、松石聡、細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会, 23pBA-1
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 高電子ドープしたSmFeAsO1-xHxの相転移 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡西洋志，小林敏洋，飯村壮史，山浦淳一，真木祥千子，松石聡，細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会, 8aBD-10
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10