研究課題
近年数多く発見されている非従来型と考えられる超伝導体において、超伝導対称性を決定することは物性物理における重要問題の一つである。特に超伝導ギャップ関数にラインノードが存在する場合、その位置を特定し超伝導対称性を決定することが重要となる。本年度は、超伝導ギャップ関数にラインノードが存在することが明らかになっている鉄系超伝導体(Ba1-xKx)Fe2As2の過剰ホールドープ試料について、低エネルギー準粒子励起に敏感なプローブである熱伝導率の極低温測定を行ない、その超伝導対称性の決定をおこなった。絶対零度極限における熱伝導率の残留値の磁場依存性・組成依存性を詳細に調べることにより、超伝導ギャップ関数が2つのホール面間での符号反転をともなったノーダルs波超伝導(A1g対称性)であることが明らかになった。一方、鉄系超伝導体の母物質BaFe2As2について、パルスレーザー蒸着法による薄膜試料作製を行い、ターゲットとなる多結晶体の純良化、基板加熱温度や蒸着速度等の各種条件の選定をすることで、反射高速電子線回折が観測な高い平坦を有する薄膜作製が可能となり、これにより超薄膜試料の作製にも成功を収めた。BaFe2As2薄膜試料について低温での輸送現象測定をおこなったところ、バルク単結晶における構造磁気相転移温度以上の温度域から電気抵抗率およびホール係数の温度依存性に異常があらわれることが明らかになった。この系ではこれまでに電子系が結晶の面内回転対称性を破るネマティック電子状態の存在が構造磁気相転移温度以上で見出されており、今回の薄膜試料において輸送現象に異常が観測された温度もネマティック電子状態への転移温度と一致している。エピタキシャル薄膜試料において基板との格子不整合による歪み効果が存在することで輸送現象測定に異常があらわれたものと解釈できる。
2: おおむね順調に進展している
研究実績の概要で述べたように極低温における準粒子敏感測定による超伝導対称性の決定や薄膜試料の作製と低温物性測定が進んでいる。このことから研究はおおむね順調に進展しているといえる。
高品質薄膜試料の作製および接合素子の作製を行いトンネル分光測定を行う。また熱伝導度や磁場侵入長等の準粒子敏感なプローブの希釈冷凍機温度域までの測定から鉄系超伝導体や重い電子系超伝導体などにおいて、超伝導ギャップ対称性を明らかにしていく。
本研究では様々な高品質試料の作製と微細加工、極低温での精密物性測定が重要となる。このため、試料作製環境の整備、極低温物性測定環境の整備に研究費を使用予定である。
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Physical Review B
巻: 86 ページ: 094521-1-8
10.1103/PhysRevB.86.094521
巻: 87 ページ: 94506-1-11
10.1103/PhysRevB.87.094506
巻: 87 ページ: 14506-1-5
10.1103/PhysRevB.87.104506
巻: 85 ページ: 184505-1-5
10.1103/PhysRevB.85.184505
Nature
巻: 486 ページ: 382-385
10.1038/nature11178
Science
巻: 336 ページ: 1554-1557
10.1126/science.1219821
Phys. Rev. Lett.
巻: 109 ページ: 027006-1-6
10.1103/PhysRevLett.109.027006
