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2017 年度 実績報告書

強相関超伝導体における電荷・軌道・スピン複合自由度の協奏現象の理論解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H03687
研究機関名古屋大学

研究代表者

紺谷 浩  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90272533)

研究分担者 下志万 貴博  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, 研究員 (70581578)
大成 誠一郎  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (80402535)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード強相関電子系 / 電子ネマティック秩序 / 鉄系超伝導体
研究実績の概要

鉄系超伝導体や銅酸化物超伝導体において、電子系の回転対称性や並進対称性が自発的に破れる「電子液晶秩序」が観測され、脚光を浴びている。ネマティック相の近傍では多彩な非従来型超伝導が発現するため、超伝導機構との関係が注目を集めている。2018年度は以下の研究を遂行した。
(1)B2g対称性ネマティック秩序:過剰ホールドープ鉄系超伝導体CsFe2As2では、通常の鉄系超伝導体のB1gネマティック秩序から45度傾いた、B2gネマティック秩序が観測される。その説明のため、我々は高次多体効果であるバーテックス補正を考慮した計算を行い、CsFe2As2の特徴であるDirac型フェルミ面の効果により、B2g対称性を有するボンド秩序(=相関ホッピングの4回対称性の自発的破れ)が出現することを見出した。更に銅酸化物超伝導体において、hot spot構造が発達する時にB2gボンド秩序が実現する結果を得て、Hg系銅酸化物超伝導体におけるB2gネマティック秩序を説明した。
(2)鉄系超伝導体におけるスピンレゾナンスの理論研究;保存近似である揺らぎ交換(FLEX)近似に基づき、自己エネルギーのエネルギー依存性を正確に計算し、ギャップの符号反転が無いS++波状態においてもスピンレゾナンスが出現することを見出した。つまり、中性子散乱実験の結果はS++超伝導状態においても説明である。これは鉄系超伝導体の超伝導発現機構に対する重要な知見を与える。
(3)鉄系超伝導体Ba122系の超伝導発現機構:従来の超伝導理論であるMigdal-Eliashbergギャップ方程式を超えた理論を構築してBa122系に適用し、ホール面のギャップ関数が等方的である結果を得た。これはARPESによる実験結果と整合し、Ba122系において軌道揺らぎを媒介とするフルギャップS波超伝導が実現することを示唆する。

現在までの達成度 (段落)

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Self-energy driven resonancelike inelastic neutron spectrum in the s++-wave state in Fe-based superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Lisa、Yamakawa Youichi、Kontani Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 ページ: 165143

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.165143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Edge-induced Strongly Correlated Electronic States in Two-dimensional Hubbard Model: Enhancement of Magnetic Correlations and Self-energy Effects2018

    • 著者名/発表者名
      Matsubara Shun、Yamakawa Youichi、Kontani Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 073705~073705

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.073705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pairing mechanism for nodal s-wave superconductivity in BaFe2(As,P)2: Analysis beyond Migdal-Eliashberg formalism2018

    • 著者名/発表者名
      Nakaoka Hironori、Yamakawa Youichi、Kontani Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 ページ: 125107

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.125107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fully gapped s-wave superconductivity enhanced by magnetic criticality in heavy-fermion systems2018

    • 著者名/発表者名
      Tazai Rina、Kontani Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 ページ: 205107

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.205107

    • 査読あり
  • [学会発表] Origin of diverse nematic orders in Fe-based superconductors: 45 degree rotated nematicity in AFe2As2 (A=Cs, Rb)2019

    • 著者名/発表者名
      紺谷浩
    • 学会等名
      APS March meeting(
    • 国際学会
  • [学会発表] Diverse nematicity and superconductivity in high-Tc superconductors superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      紺谷浩
    • 学会等名
      the 12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S 2018)(
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spin fluctuation driven nematicity in Fe-based and high-Tc superconductors superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      紺谷浩
    • 学会等名
      6th International Conference On Superconductivity & Magnetism
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 各種高温超伝導体におけるネマティック秩序2018

    • 著者名/発表者名
      紺谷浩
    • 学会等名
      高温超伝導フォーラム(第6回)
  • [備考] Sc研 出版論文

    • URL

      http://www.s.phys.nagoya-u.ac.jp/publication

  • [備考] Sc研  学会・研究会・受賞等

    • URL

      http://www.s.phys.nagoya-u.ac.jp/publication/talks

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公開日: 2019-12-27  

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