エピタキシャル薄膜を用いた鉄系高温超伝導機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21740254
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 笠原 成 京都大学, 低温物質科学研究センター, 研究員 (10425556)
• 研究協力者: 寺嶋 孝仁 京都大学, 低温物質科学研究センター, 教授 (40252506) ; 芝内 孝禎 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00251356) ; 松田 祐司 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50199816)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 高温超伝導

研究概要

新しい高温超伝導物質体系として注目される鉄ニクタイド超伝導体について、エキシマレーザーを用いたパルスレーザー蒸着によってエピタキシャル薄膜の作製を行ない、最適置換組成の超伝導薄膜をその場成長することに成功した。又、エピタキシャル薄膜と相補する試料形態である単結晶試料の育成を合わせて行い、これらの試料を基盤とした精密物性測定を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Specific Heat Discontinuity, ΔC, at Tc in BaFe_2(As_0.7P_0.3)_2-Consistent with Unconventional Superconductivity (2011)
  • 著者名/発表者名: J.S.Kim, G.R.Stewart, S.Kasahara, T.Shibauchi, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Matter 23 ページ: 222201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital-Independent Superconducting Gaps in Iron-Pnictides (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shimojima, F.Sakaguchi, K.Ishizaka, Y.Ishida, T.Kiss, M.Okawa, T.Togashi, C.-T.Chen, S.Watanabe, A.Chainani, K.Ohgushi, S.Kasahara, T.Terashima, T.Shibauchi, Y.Matsuda, S.Shin
  • 雑誌名: Science 332 ページ: 564-567
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two- and Three-Dimensional Fermi Surfaces and their Nesting Properties in Superconducting BaFe_2(As_1-xP_x)_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshida, I.Nishi, S.Ideta, A.Fujimori, M.Kubota, K.Ono, S.Kasahara, T.Shibauchi, T.Terashima, Y.Matsuda, H.Ikeda, R.Arita
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 106 ページ: 117001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Reduced Anatase TiO2 Thin Films Obtained via Low-Temperature Reduction (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kitada, Shigeru Kasahara, Takahito Terashima, Kazuyoshi Yoshimura, Yoji Kobayashi, Hiroshi Kageyama
  • 雑誌名: Appl.Phys. Express 4 ページ: 035801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abrupt recovery of Fermi-liquid transport following the collapse of the c axis in CaFe_2(As_1-xP_x)_2 single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kasahara, T.Shibauchi, Y.Nakai, K.Hashimoto, H.Ikeda, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev..B 83 ページ: 060505(R)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasiparticle Scattering Induced by Charge Doping of Iron-Pnictide Superconductors Probed by Collective Vortex Pinning (2010)
  • 著者名/発表者名: C.J.van der Beek, M.Konczykowski, S.Kasahara, T.Terashima, R.Okazaki, T.Shibauchi, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 105 ページ: 267002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Pressure and Physical Pressure in BaFe_2(As_1-xP_x)_2 (2010)
  • 著者名/発表者名: L.E.Klintberg, S.K.Goh, S.Kasahara, Y.Nakai, K.Ishida, M.Sutherland, T.Shibauchi, Y.Matsuda, T.Terashima
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 79 ページ: 123706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unconventional Superconductivity and Antiferromagnetic Quantum Critical Behavior in the Isovalent-Doped BaFe_2(As_1-xP_x)_2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakai, T.Iye, S.Kitagawa, K.Ishida, H.Ikeda, S.Kasahara, H.Shishido, T.Shibauchi, Y.Matsuda, T.Terashima
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 105 ページ: 107003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic Superconducting Properties of Optimally Doped BaFe_2(As_0.65P_0.35)_2 under Pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: S.K.Goh, Y.Nakai, K.Ishida, L.E.Klintberg, Y.Ihara, S.Kasahara, T.Shibauchi, Y.Matsuda, T.Terashima
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 82 ページ: 094502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific heat versus field in the 30 K superconductor BaFe_2(As_0.7P_0.3)_2 (2010)
  • 著者名/発表者名: J.S.Kim, P.J.Hirschfeld, G.R.Stewart, S.Kasahara, T.Shibauchi, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81 ページ: 184519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Line nodes in the energy gap of superconducting BaFe_2(As_1-xP_x)_2 single crystals as seen via penetration depth and thermal conductivity (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hashimoto, M.Yamashita, S.Kasahara, Y.Senshu, N.Nakata, S.Tonegawa, K.Ikada, A.Serafin, A.Carrington, T.Terashima, H.Ikeda, T.Shibauchi, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81 ページ: 220501(R)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution from non-Fermi- to Fermi-liquid transport via isovalent doping in BaFe_2(As_1-xP_x)_2 superconductors (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kasahara, T.Shibauchi, K.Hashimoto, K.Ikada, S.Tonegawa, R.Okazaki, H.Shishido, H.Ikeda, H.Takeya, K.Hirata, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81 ページ: 184519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of the Fermi Surface of BaFe_2(As_1-xP_x)_2 on Entering the Superconducting Dome (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Shishido, A.F.Bangura, A.I.Coldea, S.Tonegawa, K.Hashimoto, S.Kasahara, P.M.C.Rourke, H.Ikeda, T.Terashima, R.Settai, Y.onuki, D.Vignolles, C.Proust, B.Vignolle, A.McCollam, Y.Matsuda, T.Shibauchi, A.Carrington
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 104 ページ: 057008
  • 査読あり
• [雑誌論文] ^<31>P and ^<75>As NMR evidence for a residual density of states at zero energy in superconducting" BaFe_2(As0.67P0.33)2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nakai, Tetsuya Iye, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Shigeru Kasahara, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda, Takahito Terashima
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81 ページ: 020503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic fluctuations in iron pnictide superconductor BaFe_2(As_0.67P_0.33)_2 investigated by 31P NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nakai, Tetsuya Iye, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Shigeru Kasahara, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda, Takahito Terashima
  • 雑誌名: Physica C 470 ページ: S420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity induced by isovalent doping in single crystals of BaFe_2(As_1-xP_x)_2 (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kasahara, K.Hashimoto, R.Okazaki, H.Shishido, M.Yamashita, K.Ikada, S.Tonegawa, N.Nakata, Y.Sensyu, H.Takeya, K.Hirata, T.Shibauchi, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Physica C 470 ページ: S462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of FeSe single crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Takeya, Shigeru Kasahara, Kazuto Hirata, Takashi Mochiku, Akira Sato, Yoshihiko Takano
  • 雑誌名: Physica C 470 ページ: S497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave Surfacacave-Impedance Measurements of the Magnetic Penetration Depth in Single Crystal Ba1-xKxFe2As2 Superconductors : Evidence for a Disorder-Dependent Superfluid Density (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hashimoto, T.Shibauchi, S.Kasahara, K.Ikada, S.Tonegawa, T.Kato, R.Okazaki, C.J.van der Beek, M.Konczykowski, H.Takeya, K.Hirata, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 207001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nesting of Electron and Hole Fermi Surfaces in Non-Superconducting BaFe_2P_2
  • 著者名/発表者名: B.J.Arnold, S.Kasahara, A.I.Coldea, T.Terashima, Y.Matsuda, T.Shibauchi, A.Carrington
  • 雑誌名: Phys.Rev.B [Rapid Commun.] (to be published)
  • 査読あり
• [学会発表] 磁場侵入長による等価P置換された鉄砒素系超伝導体の準粒子励起 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本顕一郎, 勝股亮, 笠原成, 寺嶋孝仁, K.Cho, M.A.Tanatar, R.Prozorov, A.Carrington, 芝内孝禎, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 新潟大学, 新潟県新潟市
  • 年月日: 20110325-20110328
• [学会発表] 鉄系超伝導体BaFe2(As1-xPx)2の正方晶相における回転対称性の破れ (2011)
  • 著者名/発表者名: 史宏杰, 笠原成, 岡崎竜二, 山下穣, 芝内孝禎, 寺嶋孝仁, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 新潟大学, 新潟県新潟市
  • 年月日: 20110325-20110328
• [学会発表] 化学的圧力による111系鉄ニクタイドの基底状態制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠原成, 橋本顕一郎, 勝股亮, 芝内孝禎, 松田祐司, 寺嶋孝仁
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 新潟大学, 新潟県新潟市
  • 年月日: 20110325-20110328
• [学会発表] Magnetic Torque Evidence for Broken Rotational Symmetry in the Tetragonal Phase of BaFe2(As1-xPx)2 Single Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kasahara, Hongjie Shi, Ryuji Okazaki, Kenichiro Hashimoto, Minoru Yamashita, Takasada Shibauchi, Takahito Terashima, Yuji Matsuda
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Dallas, Texas, USA.
  • 年月日: 20110321-20110325
• [学会発表] Robust nodal gap structure in BaFe_2(As_1-xP_x)_2 with P doping revealed by magnetic penetration depth measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenichiro Hashimoto, Ryo Katsumata, Sho Tonegawa, Shigeru Kasahara, Takahito Terashima, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda, Alessandro Serafin, Antony Carrington
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Dallas, Texas, USA.
  • 年月日: 20110321-20110325
• [学会発表] 鉄系超伝導体BaFe_2(As_1-x,P_x)_2における対称性の破れ (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠原成
  • 学会等名: 第18回渦糸物理国内会議, 日本原子力研究開発機構システム計算科学センター
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 20101201-20101203
• [学会発表] Isovalent phosphorus doping as a model system to study Fe-pnictides (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kasahara
  • 学会等名: JSPS A3 Foresight Program "Joint Research on Novel Properties of Complex Oxides" Autumn School for Young Scientists
  • 発表場所: Kyoto.Japan.
  • 年月日: 20101123-20101126
• [学会発表] LiFe(As,Pn)純良単結晶の物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠原成, 橋本顕一郎, 勝股亮, 利根川翔, 芝内孝禎, 松田祐司, 寺嶋孝仁
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 大阪府立大学, 大阪府堺市
  • 年月日: 20100923-20100926
• [学会発表] 鉄系超伝導体の角度分解熱伝導率測定による超伝導ギャップ構造の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 千秋義紀, 永田真己, 橋本顕一郎, 山下穣, 芝内孝禎, 松田祐司, 笠原成, 寺嶋孝仁, 齊藤拓, 深澤英人, 小堀洋, 木方邦宏, 伊豫彰, 李哲虎, 永崎洋
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 大阪府立大学, 大阪府堺市
  • 年月日: 20100923-20100926
• [学会発表] CaFe2(As,P)2単結晶におけるT-cT構造相転移と超伝導 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠原成, 中井祐介, 橋本顕一郎, 石田憲二, 芝内孝禎, 寺嶋孝仁, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 大阪府立大学, 大阪府堺市
  • 年月日: 20100923-20100926
• [学会発表] 磁場侵入長測定からみたBaFe_2(As_1-x,P_x)_2における超伝導ギャップ構造のドープ依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝股亮, 橋本顕一郎, B.Anna, 利根川翔, 笠原成, 山下穣, 寺嶋孝仁, A.Serafin, A.Carrington, 芝内孝禎, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 大阪府立大学, 大阪府堺市
  • 年月日: 20100923-20100926
• [学会発表] 低温還元反応による還元アナターゼTiO2薄膜の電子物性制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北田敦, 笠原成, 寺嶋孝仁, 小林洋治, 吉村一良, 陰山洋
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 大阪府立大学, 大阪府堺市
  • 年月日: 20100923-20100926
• [学会発表] AEFe_2(As,P)_2純良単結晶における輸送現象測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠原成, 橋本顕一郎, 利根川翔, 勝股亮, 中井祐介, 石田憲二, 芝内孝禎, 寺嶋孝仁, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山県岡山市
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] dHvA効果から見たBaFe_2(As_1-x,P_x)_2のフェルミ面の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宍戸寛明, A.F.Bangura, A.I.Coldea, 橋本顕一郎, 笠原成, P.M.C.Rourke, 池田浩章, 寺嶋孝仁, 利根川翔, 摂待力生, 大貫惇睦, D.Vignolles, C.Proust, B.Vignolle, A.McCollam, 芝内孝禎, 松田祐司, A.Carrington
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山県岡山市
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] マイクロ波準粒子伝導度測定による鉄系高温超伝導体の不純物効果について (2010)
  • 著者名/発表者名: 利根川翔, 橋本顕一郎, 笠原成, 勝股亮, 山下穣, 寺嶋孝仁, 芝内孝禎, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山県岡山市
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] 鉄系超伝導体AEFe_2(As,P)_2単結晶の超伝導ギャップ構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝股亮, 橋本顕一郎, 笠原成, 利根川翔, 井加田洸輔, 山下穣, 中井祐介, 石田憲二, 寺嶋孝仁, 芝内孝禎, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山県岡山市
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] Non-Fermi Liquid Transport Properties in Phosphorous Substituted Iron-Arsenides (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kasahara, K.Hashimoto, M.Yamashita, R.Okazaki, H.Shishido, K.Ikada, N.Nakata, Y.Sensyu, M.Shimozawa, H.Ikeda, T.Shibauchi, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Portland, Oregon, USA.
  • 年月日: 20100315-20100318
• [学会発表] Quasi-degenerate superconductivity in the `122' iron-pnictide superconductors (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hashimoto, A.Serafin, A.Carrington, S.Kasahara, S.Tonegawa, K.Ikada, M.Yamashita, H.Ikeda, T.Terashima, T.Shibauchi, Y.Matsuda
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Portland, Oregon, USA.
  • 年月日: 20100315-20100318
• [学会発表] Isovalent phosphorus doping as a model system to study Fe-pnictides (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kasahara
  • 学会等名: International Mini Workshop on Iron-Based Superconductors
  • 発表場所: Yukawa Inst.Kyoto University.
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] 単結晶BaFe_2(As_1-xP_x)_2における超伝導:電子輸送現象測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笠原成, 橋本顕一郎, 利根川翔, 井加田洸輔, 池田浩章, 竹屋浩幸, 平田和人, 芝内孝禎, 寺嶋孝仁, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本県熊本市
  • 年月日: 20090925-20090928
• [学会発表] PLD法による鉄系超伝導体薄膜の作成と超伝導状態の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笠原成, 加藤智成, 竹屋浩幸, 平田和人, 芝内孝禎, 松田祐司, 寺嶋孝仁
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本県熊本市
  • 年月日: 20090925-20090928
• [学会発表] 磁場侵入長による鉄砒素系超伝導体BaFe_2(As_1-xP_x)_2単結晶の超伝導対称性の決定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本顕一郎, 利根川翔, 井加田洸輔, Allensando Serafin, Antony Carrington, 笠原成, 寺嶋孝仁, 竹屋浩幸, 平田和人, 芝内孝禎, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本県熊本市
  • 年月日: 20090925-20090928
• [学会発表] BaFe_2(As_1-xP_x)_2の熱伝導率測定による超伝導ギャップ構造の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 千秋義紀, 山下穣, 中田宣人, 笠原成, 寺嶋孝仁, 竹屋浩幸, 平田和人, 芝内孝禎, 松田祐司
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本県熊本市
  • 年月日: 20090925-20090928
• [学会発表] 鉄ヒ素系高温超伝導体におけるトルク測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井究, 加藤智成, 山下穣, 笠原成, 寺島孝仁, 松田祐司, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会分科会
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本県熊本市
  • 年月日: 20090925-20090928
• [学会発表] エキシマレーザーによるAFe2As2系エピタキシャル薄膜のその場成長 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笠原成, 加藤智成, 竹屋浩幸, 平田和人, 芝内考貞, 松田祐司, 寺嶋孝仁
  • 学会等名: 応用理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学, 富山県富山市
  • 年月日: 20090908-20090911
• [学会発表] Superconductivity Induced by Iso-valent Doping in Single Crystals of BaFe_2(As_1-xP_x)_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Kasahara, K.Hashimoto, R.Okazaki, H.Shishido, M.Yamashita, K.Ikada, S.Tonegawa, N.Nakata, Y.Sensyu, H.Takeya, K.Hirata, T.Shibauchi, T.Terashima, Y.Matsuda
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity High Temperature Superconductors (M2S-HTSC)
  • 発表場所: Tokyo, Japan.
  • 年月日: 20090907-20090912
• [学会発表] Study of penetration depth in single crystals of BaFe_2(As_1-xP_x)_2 with isovalent doping (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hashimoto, S.Kasahara, Y.Senshu, N.Nakata, S.Tonegawa, K.Ikada, A.Serafin, A.Carrington, H.Ikeda, T.Terashima, T.Shibauchi, Y.Matsuda
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity High Temperature Superconductors (M2S-HTSC)
  • 発表場所: Tokyo, Japan.
  • 年月日: 20090907-20090912