鉄系超伝導体のスピン・軌道揺らぎと超伝導機構解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23340097
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学 (2012-2013); 東京大学 (2011)
• 研究代表者: 佐藤 卓 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70354214)
• 研究分担者: 南部 雄亮 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60579803)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 中性子散乱 / 鉄系超伝導 / X線回折 / 局所構造 / スピン揺らぎ / 軌道揺らぎ

研究概要

2008年に我が国において発見された鉄を含む超伝導体物質群（鉄系超伝導体）は、最高転移温度が56Kと極めて高く、その超伝導の起源に大きな興味が持たれていた。鉄系超伝導体の多くでは超伝導相に近接して反強磁性相が存在するため、初期にはスピン揺動媒介の超伝導と考えられていたが、軌道の自由度が本質的な可能性も示唆されていた。本研究で我々は軌道自由度の役割を明らかにすることを目的とした。結果として、常磁性スピン揺動の異方性は乱雑位相近似で説明が出来る一方で、結晶構造相転移温度以上で格子の局所的な歪みが観測された。この事はこの系の軌道自由度と密接な関係があると考えられる。その他123系等でも進展を見た。

研究成果

• [雑誌論文] Ferroquadrupolar ordering in PrTi_2Al_<20> (2012)
  • 著者名/発表者名: Taku J. Sato, Soshi Ibuka, Yusuke Nambu, Teruo Yamazaki, Tao Hong, Akito Sakai, Satoru Nakatsuji
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86(18) ページ: 184419(1-8)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.184419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stripelike magnetism in a mixed-valence insulating state of the Fe-based ladder compound CsFe_2Se_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Fei Du, Kenya Ohgushi, Yusuke Nambu, Takateru Kawakami, Maxim Avdeev, Yasuyuki Hirata, Yoshitaka Watanabe, Taku J Sato, Yutaka Ueda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85(21) ページ: 214436(1-5)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.214436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Block magnetism coupled with local distortion in the iron-based spin-ladder, compound BaFe_2Se_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Nambu, K.Ohgushi, S.Suzuki, F.Du, M.Avdeev, Y.Uwatoko, K.Munakata, H.Fukazawa, S.Chi, Y.Ueda, T.J.Sato
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 064413(1-5)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.064413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping-dependent and orbital-dependent band renormalization in Ba(Fe_<l- x>Co_x)_2As_2 superconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Sudayama, Y.Wakisaka, T.Mizokawa, S.Ibuka, R.Morinaga, T.J.Sato, M.Arita, H.Namatame, M.Taniguchi, M.L.
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 113707(1-4)
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.113707
  • 査読あり
• [学会発表] Ba_<1-x>Cs_xFe_2Se_3に対する圧力効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 羽合孝文, 松林和幸, 大串研也, 南部雄亮, Jinguang CHENG, 上床美也, 佐藤卓, 吉澤英樹
  • 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 平塚市
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 梯子型鉄系化合物Ba_(1-x)Cs_xFe_2Se_3に見られる磁性と物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽合孝文 , 南部雄亮 , 大串研也 , Fei Du, 平田靖透, Maxim Avdeev , 上床美也, 関根由莉奈, 深澤裕, Jie Ma , Songxue Chi ,上田寛, 吉澤英樹 , 佐藤卓
  • 学会等名: 日本中性子科学会第13回年会
  • 発表場所: 柏市
  • 年月日: 2013-12-12
• [学会発表] Role of neutron scattering in materials investigation (2013)
  • 著者名/発表者名: Taku J Sato
  • 学会等名: Seminar nasional & workshop hamburan neutron dan sinar X
  • 発表場所: BATAN, Indonesia
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] 梯子型鉄系化合物 Ba_<1-x>Cs_xFe_2Se_3における結晶構造と磁性の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽合孝文, 南部雄亮, 大串研也, Fei Du,平田靖透, Maxim Avdeev, 上床美也, 関根由莉奈, 深澤裕, Jie Ma, Songxue Chi,上田寛, 吉澤英樹, 佐藤卓
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 鉄系梯子型化合物BaFe_2Se_3の磁気励起 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮, 羽合孝文, 大串研也, Fei Du,横尾哲也, 伊藤晋一, 上田寛, 吉澤英樹, 佐藤卓
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Magnetism of iron-based ladder compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nambu, T. Hawai, T.J. Sato, Y. Ueda, K. Ohgushi
  • 学会等名: Light and Particle Beams in Materials Science 2013
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2013-08-29
• [学会発表] Magnetic phase diagram of BaFe_2(Se,S)_3 with the spin-ladder structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Fei Du, Kenya Ohgushi, Yusuke Nambu, Yoshiya Uwatoko, Taku J Sato, Takateru Kawakami, Yutaka Ueda
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 梯子型鉄系化合物Ba_(1-x)Cs_xFe_2Se_3の粉末中性子回折による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽合孝文, 南部雄亮, 大串研也, Fei Du,平田靖透, Maxim Avdeev, 上床美也, 関根由莉奈, 深澤裕, Jie Ma, Songxue Chi,上田寛, 吉澤英樹, 佐藤卓
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 梯子型鉄系化合物Ba_(1-x)Cs_xFe_2Se_3の粉末中性子回折による研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽合孝文, 南部雄亮, 大串研也, Fei Du, Maxim Avdeev, 上床美也, 関根由莉奈,深澤 裕, Jie Ma, Songxue Chi, 上田寛,吉澤英樹, 佐藤 卓
  • 学会等名: 日本中性子科学会第12回年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 鉄カルコケナイト超伝導体K_xFe_<2- y>Se_2の熱処理効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎照夫, 井深荘史, 南部雄亮, 佐藤卓
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 兵庫県
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 鉄系スヒンラターBaFe_2Se_3の磁性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮, 大串研也, Fei Du, Maxim Avdeev, 上床美也, 宗像孝司
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 兵庫県
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] μSRから見た鉄ヒ素系超伝導体Ba(Fe_<1- x>Co_x)_2As_2の超伝導と磁性の共存・競合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平石雅俊, 宮崎正範, 幸田章宏, 小嶋健児, 門野良典, 井深壮史, 南部雄亮
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 兵庫県
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] The origin of in-plane spin fluctuation anisotropy in Ba(Fe,Co)_2As_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ibuka, Y.Nambu, T.Yamazaki, M.Rahn, M.D.Lumsden, T.J.Sato
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] X 線回折によるBaFe_2(As,P)_2の斜方晶歪みの研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井深壮史, 佐藤卓
  • 学会等名: 日本物理学会 2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] café_4As_3の複雑な磁気構造の群論的解析とCo置換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 南部雄亮, Emilia Morosan, 木村宏之, 野田幸男, 佐藤卓
  • 学会等名: 日本物理学会 2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [備考]
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=80