コバルト酸化物の超伝導相を分断する非超伝導相の起源

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20540354
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小林 義明 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (60262846)
• 研究分担者: 佐藤 正俊 名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (40092225)
• キーワード: 水和コバルト酸化物超伝導体 / 核磁気緩和率 / ナイトシフト / 電子比熱係数 / 磁気励起 / 鉄ヒ素系超伝導

研究概要

層状コバルト酸化物の超伝導はc軸長や、コバルトサイトの核電気四重極共鳴周波数ν_Qをパラメーターとした相図上に現れ、特定のν_Q(c軸長)の狭い領域に存在する非超伝導相により、その超伝導相は2つに分断される。様々な物理量の測定から、この非超伝導相は磁気秩序相でなく電荷不均一相であることがわかった。また、フェルミ面を構成するa_<1g>バンド以外に、e_g'バンドのフェルミ面への寄与が非超伝導相の出現に関係するという理論的な予想も、否定できることがわかった。これは超伝導相の広いν_Q領域で、電子比熱係数から見積もった状態密度がほとんど一定であること、分断された2つの超伝導相が同じスピン一重項の電子対であるということ、さらに低温での磁気励起スペクトルの波数q依存性から導かれたものである。この系の超伝導は電子フォノン相互作用が主たる発現機構であることでよく理解でき、超伝導の抑制も電子局在により起こることから、コバルト酸化物の超伝導が通常のものとして理解できることがわかった。さらに他の遷移金属ベースの超伝導体へと研究対象を広げ、鉄とヒ素からなる層状物質に注目した。この系はコバルト酸化物と比べ、最大のT_cが1桁高く、両者の相違点を比べることでコバルト酸化物の超伝導の特徴がより明瞭となると考えられるからである。T_cへの不純物効果の実験から鉄ヒ素系超伝導は磁気ゆらぎによる超伝導形成とは考えづらく、層状コバルト酸化物の超伝導と比較すべき格好の系となっていることもわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic Ordering in V-Layers of the Superconducting System of Sr_2VFeAsO_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Tatematsu, E.Satomi, Y.Kobayashi, M.Sato
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 123712(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting Transition Temperatures and Transport Properties of LaFe_1-Ru_yAsO_<0.89>F_<0.11> and LaFeAsO_<0.89-x>F_<0.11+x> (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Satomi, S.C.Lee, Y.Kobayashi, M.Sato
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 094702(1-6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] ^<75>As-NMR Studies of LaFeAsO_<1-x>F_x for Various x Values (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kobayashi, E.Satomi S.C.Lee, M.Sato
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 093709(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Temperature Multiferroic State of RBaCuFeO_5 (R=Y, Lu, and Tm) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawamura, T.Kai, E.Satomi, Y.Yasui, Y.Kobayashi, M.Sato, K.Kakurai.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 073705(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the non-superconducting state in the phase diagram of Na_xCoO_<2-y>H_2O (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Sato, Y.Kobayashi, T.Moyoshi
  • 雑誌名: Physica C : Superconductivity 巻: 470 ページ: S752-S754
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR studies on the superconducting symmetry of iron pnictide systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kobayashi, S.C.Lee, H.Takahashi, T.Moyoshi, M.Sato
  • 雑誌名: Physica C : Superconductivity 巻: 470 ページ: S472-S474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic excitations of superconducting LaFeAsO_<0.89>F_<0.11> (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Moyoshi, S.C.Lee, S.Tatematsu, Y.Yasui, Y.Kobayashi, M.Sato, K.Kakurai
  • 雑誌名: Physica C : Superconductivity 巻: 470 ページ: S470-S471
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studies on the superconducting state of Na_xCoO_<2-y>H_2O - Overview (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Sato, Y.Kobayashi, T.Moyoshi
  • 雑誌名: Physica C : Superconductivity 巻: 470 ページ: S673-S677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct pbysical behaviors of LaFe_<1-y>Co_yAsO_<0.89>F_<0.11> between the superconducting and nonsuperconducting metallic regions of y divided by y ～0.05 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kobayashi, S.C.Lee, H.Takahashi, T.Moyoshi, M.Sato
  • 雑誌名: Physica C : Superconductivity 巻: 470 ページ: S475-S477
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting transition temperature and the thickness of CoO_2 planes of Na_xCoO_<2-y>H_2O (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Moyoshi, Y.Kobayashi, Y.Yasui, M.Sato, K.Kakurai
  • 雑誌名: Solid State Sciences 巻: 12 ページ: 656-659
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between magnetic structure and ferroelectricity of systems with CuO_2 ribbon chains (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Sato, Y.Yasui, Y.Kobayashi, K.Sato, Y.Naito, Y.Tarui, Y.Kawamura
  • 雑誌名: Solid State Sciences 巻: 12 ページ: 670-675
  • 査読あり
• [学会発表] LaFe_<1-y>Ru_yAsO_<0.89>F_<0.11>における^<75>As核の1/T_1Tの異常 (2011)
  • 著者名/発表者名: 里見恵梨佳, 川股隆行, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] LaFeAs_<1-x>Ni_xO_<0.89>F_<0.11>における電子比熱係数 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行, 里見恵梨佳, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] スピネル系の高温マルチフェロイック探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正俊, 川股隆行, 安井幸夫, 小林義明, 伊藤正行
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Ca-Fe-Pt-As系超伝導体のNMR (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯田健文, 鈴木一範, 川股隆行, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 鉄系超伝導体でのMn置換によるTc抑制機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 市川晃大, 里見恵梨佳, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] ペロブスカイト型ブロック層を持つ鉄系超伝導体のNMR (2011)
  • 著者名/発表者名: 斉木俊介, 山田貴斗, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] BaFe_2(AS_<0.67>P_<0.33>)_2のFeサイトへの不純物効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野勇希, 里美恵梨佳, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] ^<75>As-NMR studies on the superconducting state of LaFeAsO_<1-x>F_x (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Kobayashi, E.Satomi, M.Itoh, M.Sato
  • 学会等名: International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2011
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] ^<75>As-NMR studies on the superconducting Iron Pnictides LaFe_<1-y>Ru_yAsO_<0.89>F_<x0.11> (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Satomi, Y.Kobayashi, M.Itoh, M.Sato
  • 学会等名: International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2011
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Effects of Ni-Doping to La1111 Superconductor (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawamata, E.Satomi, Y.Kobayashi, M.Itoh, M.Sato
  • 学会等名: International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2011
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] On the superconducting symmetry of Fe pnictides -Impurity effects and results of other measuremeats- (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Sato, Y.Kobayashi, E.Satomi, S.C.Lee, T.Kawamura, M.Itoh, S.Tatematsu, Y.Yasui, I.Terasaki, K.Kakurai
  • 学会等名: International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2011
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-03-06
• [学会発表] On the Magnetic Excitation Spectra of Ba(Fe_<0.9>Co_<0.1>)_2As_2 in the Superconducting State (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Sato, T.Kawamata, Y.Yasui, Y.Kobayashi, T.Moyoshi, K.Motoya, K.Kakurai
  • 学会等名: The International Workshop on Neutron Applications on Strongly Correlated Electron Systems 2011
  • 発表場所: Tokai, Ibaraki
  • 年月日: 2011-02-23
• [学会発表] LaFeAs_<1-x>Ni_xO_<0.89>F_<0.11>における電気・磁気特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行, 里見恵梨佳, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] LaFe_<1-y>Ru_yAsO_<0.89>F_<0.11>の^<75>As-NMR/NQR (2010)
  • 著者名/発表者名: 里見恵梨佳, 川股隆行, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Sr_2ScFePO_3の^<31>P-NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: 斉木俊介, 里見恵梨佳, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Sr_2VFeAsO_3の電子状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林義明, 山田貴斗, 斉木俊介, 立松峻一, 里見恵梨佳, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] NaFe_<1-y>As_<1-x>P_xの超伝導状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 市川晃大, 里見恵梨佳, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Ba(Fe_<1-y>Ru_y)_2(As_<1-x>P_x)_2の超伝導転移温度 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野勇希, 里美恵梨佳, 小林義明, 伊藤正行, 佐藤正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [備考]
  • URL: http://i-ken.phys.nagoya-u.ac.jp/index-japanese.html