| 研究概要 |
鉄系超伝導体では、その高い超伝導転移温度をもたらす機構として、非連結Fermi面間のネスティングに起因するスピン揺らぎ機構が提唱されている。この機構によると、波数空間のΓ点近傍のホールFermi面と、M点近傍の電子Fermi面で、超伝導ギャップの位相が反転する、いわゆるs±波超伝導が実現する。このことを確かめるためには、ホール面と電子面に開く超伝導ギャップ間の位相差を実験的に検出する必要がある。STM/STSを用いて観測されるBogoliubov準粒子の干渉効果の磁場依存性により、位相構造の決定が可能であるが、これまでこのような実験が行われた例は、Fe(Se,Te)に限られている。Fe(Se,Te)ではs±波超伝導を示唆する結果が得られているが、この系はTeドーピングによる欠陥を含む乱れた系であるので、よりクリーンな系での実験が望まれている。本研究では、京大、カールスルーエ工科大グループからTeを含まない高純度FeSe単結晶試料の提供を受け、Bogoliubov準粒子干渉効果の磁場依存性の測定を行った。
超伝導状態でのトンネルスペクトルは清華大グループの先行研究同様V字型をしており、超伝導ギャップにノードが存在することが示唆された。超伝導ギャップ以下のエネルギーでの準粒子干渉パターンをFourier解析したところ、Fe(Se,Te)の場合と同様、電子面間の散乱とホール面電子面間の散乱に相当する波数を持つ二つの信号が観測された。それぞれの信号強度は、磁場を印加すると前者は増加し、後者は減少した。この振る舞いはs±波で期待されるものであり、ノードが存在しても、全体としてホール面と電子面間の超伝導ギャップの位相は反転していることが示唆された。
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