研究課題
鉄ニクタイド高温超伝導体では、反強磁性（AFM）揺らぎと強軌道（FO）揺らぎの２つの顕著な揺らぎが存在し、前者を起源とするs±波と後者を起源とするs++波の２つの超伝導機構が議論されてきた。本研究でもこれまで、鉄のd軌道間クーロン相互作用およびd軌道とフォノンとの結合効果によって軌道揺らぎが増大しs++波超伝導が実現することを示した。その際、FO揺らぎと同時に反強軌道（AFO）揺らぎも増大し、このAFO揺らぎがAFM揺らぎに打ち勝つことによりs++波が実現するが、AFO揺らぎの増大は実験で直接観測されていないことや、AFO揺らぎとAFM揺らぎは競合して超伝導転移温度Tcを下げることなどの問題があった。最終年度は、鉄のd軌道に加えてニクトゲンのp軌道も顕わに含む16バンドd-p模型に基づき、鉄d電子とニクトゲンp電子間のクーロン相互作用に起因する新しいFO揺らぎ増大のメカニズムを提案した。まず、水素原子軌道型の波動関数を用いてd-p電子間クーロン相互作用の軌道依存性を定量的に計算し、現実的なd-pクーロン相互作用の値に対して弾性定数C66のソフト化に対応するFO揺らぎが増大することを示した。このd-pクーロン相互作用は、d電子間クーロン相互作用によって増大するAFM揺らぎには何ら影響せず、またAFO揺らぎの増大も伴わない。このとき、FO揺らぎを媒介とする電子およびホールのそれぞれのフェルミ面内での引力ペアリング相互作用と、AFM揺らぎを媒介とする電子とホールのフェルミ面間の斥力ペアリング相互作用は、波数空間で住み分けて働くため互いに競合すること無く、協力してs±波超伝導を導くため高いTcが得られる。さらに、このFO揺らぎの協力の下で実現するs±波超伝導は、従来のAFM揺らぎのみによるs±波では説明できない非常に小さなTcの非磁性不純物効果の実験も説明できることが分かった。
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J. Phys. Soc. Jpn
巻: 83 ページ: 044711/1-8
10.7566/JPSJ.83.044711
巻: 83 ページ: 043704/1-4
10.7566/JPSJ.83.043704
JPS Conference Proceedings
巻: 3 ページ: --
--
Journal of the Physical Society of Japan
巻: 82 ページ: 074706-1--6
10.7566/JPSJ.82.074706
巻: 82 ページ: 105003-1--2
10.7566/JPSJ.82.105003
巻: 82 ページ: 123712-1--5
10.7566/JPSJ.82.123712
