• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実施状況報告書

鉄系圧力誘起超伝導体の高圧力下量子振動測定と4GPa級小型圧力発生装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23740279
研究機関東京工業大学

研究代表者

栗田 伸之  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (80566737)

キーワード鉄系超伝導体 / 圧力誘起超伝導 / 量子振動
研究概要

本年度は鉄系圧力誘起超伝導体EuFe_2As_2の高圧力下シュブニコフ-ドハース振動(SdH:磁気抵抗に現れる量子振動)測定を行い、SdH振動数及び有効質量の圧力依存性を明らかにした。鉄系超伝導体では高圧力下において量子振動が検出できた例は極めて少ないため、本研究結果から得られる電子状態の圧力変化の情報は非常に重要である。測定には3.2GPa発生可能なピストンシリンダー型高圧力発生装置を利用し、常圧でSdH振動が検出された純良単結晶試料を磁場方向B||cとなるようにセットした。常圧ではSdH振動数が(a)340T及び(b)400Tにフーリエスペクトルのピークが現れることが分かった。様々な温度でSdH信号の振幅を測定することにより、ピークa及びbに対応する有効質量がそれぞれ1.6m_e及び2.0m_e(m_eは自由電子質量)と見積もられた。圧力を印加すると、ピークa及びbのSdH振動数は共に単調増加を示し、1.7GPaではそれぞれ670T及び800Tとなった。同様に、電子有効質量も圧力増大により単調増加を示し、ピークaは1.7GPaで3.2m_e及びピークbは0.9GPaで2.9m_eとなった。ただし圧力増大により磁気抵抗が急激に減少していくため、1.7GPaより高い圧力領域では20Tまでの測定では不明瞭なSdH振動しか得られず、フーリエスペクトルのピーク位置やその振幅の決定には至らなかった。
量子振動測定用高圧力発生装置の開発に関しても進展があった。EuFe_2As_2の圧力誘起超伝導消失後の高圧力下における電子状態を明らかにするには、現装置の最高圧力3.2GPaを超える高圧力が必要となる。そこで、装置の主要材料であるNiCrAl合金の硬度が熱処理温度により大きく変化することに着目し、異なる温度で熱硬化処理を行った3種類のピストンシリンダー型高圧力発生装置を作成した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、高圧力下SdH振動測定によりEuFe_2As_2の高圧力下量子振動の検出に初めて成功した。1.7GPaまでの測定から、圧力増大によりEuFe_2As_2のSdH振動数及び電子有効質量が単調増加を示すことが明らかになった。4GPa級高圧力発生装置の開発に関しては、NiCrAl合金の最適な熱硬化処理温度を見出すために、熱硬化処理温度の異なる3種類のピストンシリンダー型高圧力発生装置の作成を行った。
これらは研究計画に即した進展であり、「本研究はおおむね順調に進展している」と考えられる。

今後の研究の推進方策

EuFe_2As_2の高圧力領域では、磁化に現れる量子振動であるドハース・ファンアルフェン(dHvA)振動の方が検出しやすい可能性がある。従って次年度は、EuFe_2As_2の高圧力下dHvA効果測定を試みる。加えて、今年度作成した高圧力発生装置の圧力テストを行い、最大発生圧力及び圧力効率を調べ、NiCrAl合金の熱硬化処理温度の最適化を行う。これまでに得られた測定結果について十分な議論を行い、論文執筆や国内外での学会発表も行う。

次年度の研究費の使用計画

高圧力発生装置の消耗品の購入及び学会参加費用に使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effects of Pressure and Magnetic Field on the Pressure-Induced Superconductivity in EuFe2As22012

    • 著者名/発表者名
      N. Kurita, M. Kimata, K. Kodama, H. Satsukawa, A. Harada, H. S. Suzuki, T. Matsumoto, K. Murata, S. Uji, T. Terashima
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 391 ページ: 012132 (1-4)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upper Critical Field of the Stoichiometric Fe-based Superconductor LiFeAs2012

    • 著者名/発表者名
      N Kurita, K Kitagawa, K Matsubayashi, A Kismarahardja, E S Choi, J S Brooks, Y Uwatoko, S Uji and T Terashima
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 391 ページ: 012133 (1-4)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012133

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Delocalization of the f electron in CexLa1-xRu2Si2 - the de Haas-van Alphen effect measurement2012

    • 著者名/発表者名
      Y Matsumoto, N Kimura, T Komatsubara, H Aoki, N Kurita, T Terashima and S Uji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 391 ページ: 012042 (1-4)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012042

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large homogeneous mass enhancement in the rattling-induced superconductor KOs2O62012

    • 著者名/発表者名
      T. Terashima, N. Kurita, A. Kiswandhi, E.-S. Choi, J. S. Brooks, K. Sato, J. Yamaura, Z. Hiroi, H. Harima, S. Uji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 ページ: 180503R (1-4)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.180503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Torque Studies on FFLO Phase in Magnetic-Field-Induced Organic Superconductor λ-(BETS)2FeCl42012

    • 著者名/発表者名
      S. Uji, K. Kodama, K. Sugii, T. Terashima, Y. Takahide, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kimata, A. Kobayashi, B. Zhou, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 ページ: 174530 (1-6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.174530

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluctuating superconductivity under in-plane magnetic field for a strongly correlated two-dimensional organic superconductor2012

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuchiya, J. Yamada, S. Tanda, K. Ichimura, T. Terashima, N. Kurita, K. Kodama, S Uji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 ページ: 220506R (1-4)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.220506

    • 査読あり
  • [学会発表] 圧力誘起超伝導体EuFe2As2の高圧力下量子振動測定2013

    • 著者名/発表者名
      栗田伸之,他8名
    • 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
      20130326-20130329
  • [学会発表] dHvA測定で見たラットリング超伝導体KOs2O6の巨大電子格子相互作用2013

    • 著者名/発表者名
      寺嶋太一,栗田伸之,他9名
    • 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
      20130326-20130329
  • [学会発表] 圧力誘起超伝導体EuFe2As2のシュブニコフ・ドハース振動2012

    • 著者名/発表者名
      栗田伸之,他8名
    • 学会等名
      日本物理学会(秋季大会)
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] KFe2As2のフェルミ面再訪2012

    • 著者名/発表者名
      寺嶋太一,栗田伸之,他15名
    • 学会等名
      日本物理学会(秋季大会)
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Quantum oscillations in iron-based superconductors2012

    • 著者名/発表者名
      T. Terashima, N. Kurita,他24名
    • 学会等名
      26th International Conference on Low Temperature Physics
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20120729-20120803
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi